本發(fā)明涉及電子陶瓷材料領(lǐng)域，具體為一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子行業(yè)的高速發(fā)展，電子工業(yè)對(duì)于電容器和集成電路等微型儲(chǔ)能電子元件的需求日益增加，同時(shí)也對(duì)這類產(chǎn)品的性能和制備工藝提出了更高的要求。為響應(yīng)綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的理念，環(huán)保型的微型儲(chǔ)能元件已經(jīng)成為研發(fā)的熱點(diǎn)，吸引著國(guó)內(nèi)外眾多科研人員的關(guān)注和研究，其中包括已具有幾十年發(fā)展歷程的電子陶瓷工業(yè)。

2、鋯鈦酸鉛陶瓷憑借其良好的壓電性能，在壓電應(yīng)用領(lǐng)域一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，但鋯鈦酸鉛陶瓷的長(zhǎng)期使用會(huì)造成環(huán)境污染，隨著人們對(duì)環(huán)保問題的重視，尋找新的無鉛壓電陶瓷替代含鉛壓電陶瓷已成為材料研究的熱點(diǎn)之一，鋯鈦酸鋇因具有較高的介電常數(shù)、良好的壓電、鐵電特性而受到廣泛關(guān)注，但是低的居里溫度嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷及其制備方法。

2、所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其化學(xué)組成如下：

4、(1-α)(baxcaysm1-x-y)(zrzti1-z)o3-αbi(znqnb1-q)o3+金屬氧化物

5、其中，α、x、y、z、q為原子百分比；

6、α為0.05-0.15；

7、x為0.85-0.95；

8、y為0.01-0.04；

9、z為0.1-0.5；

10、q為0.5-0.8；

11、金屬氧化物的用量為(1-α)(baxcaysm1-x-y)(zrzti1-z)o3-αpb(znqnb1-q)o3質(zhì)量的0.1-1%。

12、進(jìn)一步地，α為0.08-0.12。

13、進(jìn)一步地，α為0.1。

14、進(jìn)一步地，x為0.88-0.92，y為0.025-0.035，z為0.15-0.3，q為0.6-0.7。

15、進(jìn)一步地，x為0.9，y為0.03，z為0.2，q為2/3。

16、進(jìn)一步地，所述金屬氧化物包括稀土氧化物和過渡金屬氧化物。

17、進(jìn)一步地，所述稀土氧化物為dy2o3、yb2o3、lu2o3中的任意一種或多種組合。

18、進(jìn)一步地，所述過渡金屬氧化物為zno、cuo、coo、feo、mno中的任意一種或多種組合。

19、進(jìn)一步地，所述稀土氧化物和過渡金屬氧化物的質(zhì)量比為1-5：1-5。

20、本發(fā)明還提供了一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷的制備方法：

21、按照化學(xué)組成配比稱取baco3、caco3、smco3、zro2、tio2、bi2o3、zno、nb2o5混合球磨并干燥，在780-800℃預(yù)燒1-3h后，加入金屬氧化物再次球磨并干燥，再加入粘結(jié)劑造粒并干壓成型，所得粗坯升溫至600-700℃保溫排膠1-4h，再升溫至1300-1400℃保溫?zé)Y(jié)2-4h后爐冷至室溫即可。

22、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，(1-α)(baxcaysm1-x-y)(zrzti1-z)o3-αpb(znqnb1-q)o3因其具有類似pzt的準(zhǔn)同型相界（mpb），所以具有優(yōu)良的壓電性能，在mpb處晶體內(nèi)部的電疇很容易被極化，極化越充分所呈現(xiàn)出來的壓電性能就會(huì)越好，而且pb(znqnb1-q)o3的加入促使晶格體積膨脹，晶包參數(shù)減小，晶格畸變程度增加，晶格結(jié)構(gòu)的改變使得電子陶瓷的居里溫度上升，金屬氧化物的加入可以在燒結(jié)過程中形成一定量的液相能降低其燒結(jié)溫度，細(xì)化晶粒，同時(shí)金屬離子進(jìn)入到陶瓷晶格中，改變陶瓷晶體結(jié)構(gòu)，最終改善電子陶瓷的電學(xué)性能，本發(fā)明所制備的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷的壓電性能良好，且居里溫度超過100℃，可以用于高溫工作環(huán)境的設(shè)備中。

技術(shù)特征：

1.一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，其化學(xué)組成如下：

2.如權(quán)利要求1所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，α為0.08-0.12。

3.如權(quán)利要求1所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，α為0.1。

4.如權(quán)利要求1所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，x為0.88-0.92，

5.如權(quán)利要求1所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，x為0.9，y為0.03，z為0.2，q為2/3。

6.如權(quán)利要求1所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，所述金屬氧化物包括稀土氧化物和過渡金屬氧化物。

7.如權(quán)利要求6所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，所述稀土氧化物為dy2o3、yb2o3、lu2o3中的任意一種或多種組合。

8.如權(quán)利要求6所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，所述過渡金屬氧化物為zno、cuo、coo、feo、mno中的任意一種或多種組合。

9.如權(quán)利要求6所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷，其特征在于，所述稀土氧化物和過渡金屬氧化物的質(zhì)量比為1-5：1-5。

10.一種如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷的制備方法，其特征在于，按照化學(xué)組成配比稱取baco3、caco3、smco3、zro2、tio2、bi2o3、zno、nb2o5混合球磨并干燥，在780-800℃預(yù)燒1-3h后，加入金屬氧化物再次球磨并干燥，再加入粘結(jié)劑造粒并干壓成型，所得粗坯升溫至600-700℃保溫排膠1-4h，再升溫至1300-1400℃保溫?zé)Y(jié)2-4h后爐冷至室溫即可。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電子陶瓷材料領(lǐng)域，具體為一種鋯鈦酸鋇基電子陶瓷及其制備方法，其化學(xué)組成如下：(1?α)(Ba<subgt;x</subgt;Ca<subgt;y</subgt;Sm<subgt;1?x?y</subgt;)(Zr<subgt;z</subgt;Ti<subgt;1?z</subgt;)O<subgt;3</subgt;?αBi(Zn<subgt;q</subgt;Nb<subgt;1?q</subgt;)O<subgt;3</subgt;+金屬氧化物，其中，α、x、y、z、q為原子百分比；α為0.05?0.15；x為0.85?0.95；y為0.01?0.04；z為0.1?0.5；q為0.5?0.8，金屬氧化物的用量為(1?α)(Ba<subgt;x</subgt;Ca<subgt;y</subgt;Sm<subgt;1?x?y</subgt;)(Zr<subgt;z</subgt;Ti<subgt;1?z</subgt;)O<subgt;3</subgt;?αPb(Zn<subgt;q</subgt;Nb<subgt;1?q</subgt;)O<subgt;3</subgt;質(zhì)量的0.1?1%，本發(fā)明所制備的鋯鈦酸鋇基電子陶瓷的壓電性能良好，且居里溫度超過100℃，可以用于高溫工作環(huán)境的設(shè)備中。

技術(shù)研發(fā)人員：陳奕,劉平,曾杰,曾昭華,毛松柏,周淑英
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南省新化縣鑫星電子陶瓷有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19