鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電子陶瓷技術(shù)領(lǐng)域的陶瓷粉體及其制備方法，尤其設(shè)及一種烙鹽 法制備復(fù)合納米陶瓷粉體的方法，該方法制備的復(fù)合納米陶瓷粉體可應(yīng)用于低溫?zé)Y(jié)電容 器瓷料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的今天，電子信息技術(shù)的集成化和微型化發(fā)展趨勢，正 推動電子產(chǎn)品日益向薄型化、小型化、數(shù)字化、高精度，W及低功耗化和低成本的方向發(fā)展。 陶瓷介質(zhì)電容器W其性能優(yōu)良、價格低廉的優(yōu)點，在電容器行業(yè)始終占據(jù)主導(dǎo)地位。而多層 陶瓷電容器（MultilayerCeramicCapacitor,簡稱MLCC)因其體積小、比容大、可靠性高、 電感小等優(yōu)點成為應(yīng)用最廣泛的元器件之一。
[0003]BaTi〇3基陶瓷因其良好的介電性能而廣泛應(yīng)用于MLCC領(lǐng)域，為了實現(xiàn)高致密度、 高介電常數(shù)，BaTi〇3基陶瓷需要較高的燒成溫度，一般在1300~1350°C，必須用貴金屬做 內(nèi)電極，為了降低成本，必須在瓷料中加入合適的助燒劑，W降低陶瓷的燒結(jié)溫度。
[0004]助燒劑一般由低烙點氧化物、氣化物和玻璃組成。具有低烙點的化合物或者易揮 發(fā)的氧化物（比如B203)在較低的溫度下就可W形成液相，促進陶瓷的致密燒結(jié)，并且部分 氧化物中的陽離子可W起到滲雜改性的作用。低烙點玻璃雖然可W降低燒結(jié)溫度，但其粉 體粒徑不均勻，導(dǎo)致滲雜后陶瓷晶粒異常長大，介電常數(shù)明顯降低，致密性和穩(wěn)定性降低。 氣化物由于含有對環(huán)境造成污染的有害離子，因此目前的研究逐漸減少。低烙點氧化物雖 然較其他類型的助燒劑有一定的優(yōu)勢，但單一的氧化物在BaTi〇3陶瓷的改性方面仍具有一 定的局限性。相比較而言，一些復(fù)合氧化物具有較低的共烙點，同時多組分滲雜也能改善鐵 酸領(lǐng)陶瓷的其他特性，比如：溫度穩(wěn)定性，抗還原性，劣化特性等等。 陽0化]CN1889210A介紹了一種疊層型陶瓷電容器的瓷料組成，其選用領(lǐng)巧娃體系的復(fù)合 陶瓷作為BaTiOs陶瓷的燒結(jié)助劑，但采用的是傳統(tǒng)的固相法來制備運種復(fù)合陶瓷粉體：將 BaC〇3、CaC〇3、Si〇2按一定的比例濕式混合后干燥，1150°C般燒處理，在球磨機中進行長達 10化的濕法球磨后干燥。無疑固相法合成的復(fù)合陶瓷粉體粒度分布不均勻，長時間球磨也 必定導(dǎo)致雜質(zhì)的引入。合成粒徑小、粒度分布窄、純度高的納米復(fù)合陶瓷助燒劑將成為鐵酸 領(lǐng)陶瓷領(lǐng)域一個關(guān)鍵技術(shù)之一，有很好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種純度高，分散性好，可用作低溫?zé)Y(jié)電容器瓷料的助燒劑。
[0007]為了達成上述目的，提供了一種領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，包括如 下步驟：按化學(xué)計量比Bax化1xSi〇3(x=0~1)稱取領(lǐng)巧娃前驅(qū)物；稱取一定量的化Cl或 者KCl作為烙鹽介質(zhì)；將所述烙鹽介質(zhì)和所述領(lǐng)巧娃前驅(qū)物置于混料罐中進行濕法混合， 并進行烘干；將烘干后的物料置于電爐中進行熱處理；熱處理后的物料進行洗涂和過濾， 并對濾餅作進行干燥處理即得所述復(fù)合納米陶瓷粉體。 陽OO引一些實施例中，Ba(N03)2、Ca(N03)2和SiO2,其中Ba(N03)2、Ca(N03)2為分析純試劑，Si〇2為氣相法合成，粒徑為15皿。
[0009] 一些實施例中，所述烙鹽介質(zhì)的重量為領(lǐng)巧娃前驅(qū)物總質(zhì)量的5~10倍。
[0010] 一些實施例中，按料：球：水=1:5:2的配比相應(yīng)稱取錯球和去離去水，密閉后置 于漉式混料機上濕法混合2地。
[0011] 一些實施例中，將所述混合后物料取出，置于70°C烘箱中烘2地。
[0012] 一些實施例中，所述熱處理包括W2~5°C的升溫速率升溫至770~800°C。
[0013] 一些實施例中，所述熱處理還包括保溫1~化后自然冷卻至室溫。
[0014] 一些實施例中，所述洗涂包括用熱水反復(fù)洗涂過濾多次，直至用AgN〇3溶液滴定沒 有白色沉淀生成為止。
[0015] 一些實施例中，所述干燥處理包括對濾餅作70°C真空干燥處理。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，原料廉價易得，洗去的烙 鹽重結(jié)晶后可W重復(fù)使用，工藝簡單，適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0017]W下結(jié)合附圖，通過示例說明本發(fā)明主旨的描述，W清楚本發(fā)明的其他方面和優(yōu) 點。
【附圖說明】
[0018] 結(jié)合附圖，通過下文的詳細(xì)說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu) 點，其中：
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法的工藝流程 圖；
[0020] 圖2~圖5為具體實施例中不同工藝條件合成領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體的沈M 圖。
【具體實施方式】
[0021] 參見本發(fā)明具體實施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可WW 許多不同形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出運些實施例是 為了達成充分及完整公開，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。
[0022] 現(xiàn)參考附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的烙鹽法制備領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉 體的制備方法。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明實施例的烙鹽法制備領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，W 化Cl、KC1或者兩者混合物作為介質(zhì)，Ba(N03)2、Ca(N03)2、納米Si〇2作為前驅(qū)體，兩者混合均 勻；升高至一定的溫度，前驅(qū)體在烙融態(tài)的鹽中均勻分散并反應(yīng)生成復(fù)相陶瓷，同時烙鹽又 作為一個空間位阻阻止生成陶瓷離子聚集生長，充分反應(yīng)后洗去烙鹽并可得到純度高、粒 徑小、粒度分布均勻的復(fù)合納米陶瓷粉體。 陽024] 如圖1所示，首先，按化學(xué)計量比8曰丈曰1xSi〇3(x=0~1)稱取領(lǐng)巧娃前驅(qū)物 Ba(N03)2、Ca(N03)2和SiO2,其中Ba(N03)2、Ca(N03)2為分析純試劑，SiO2為氣相法合成，粒徑 為 15nm。
[00巧]其次，稱取一定量的化Cl或者KCl作為烙鹽介質(zhì)，其重量為領(lǐng)巧娃前驅(qū)物總質(zhì)量 的5~10倍。
[00%] 接著，將烙鹽介質(zhì)、領(lǐng)巧娃前驅(qū)物置于混料罐中，按料：球：水=1:5:2的配比相 應(yīng)稱取錯球和去離去水，密閉后置于漉式混料機上濕法混合24h;將混合后物料取出，置于 7〇°C烘箱中烘2地。
[0027] 此后，將烘干后物料置于電爐中進行熱處理：W2~5°C的升溫速率升溫至770~ 800°C，保溫1~化后自然冷卻至室溫。
[0028] 最后，熱處理后物料用熱水反復(fù)洗涂過濾多次，直至用AgN〇3溶液滴定沒有白色沉 淀生成為止；對濾餅作70°C真空干燥處理即得粒徑為20~50nm的復(fù)合納米陶瓷粉體；
[0029] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的闡述和說明：
[0030] 表1烙鹽法制備領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體相關(guān)工藝條件
[0032] 1、按表1稱取領(lǐng)巧娃前驅(qū)物63化〇3)2、〔3化〇3)2和51〇2，其中63化〇3)2、〔3化〇3)2為 分析純試劑，Si〇2為氣相法合成，粒徑為15nm;并稱取一定量的化Cl或者KCl作為烙鹽介 質(zhì)，其重量為領(lǐng)巧娃前驅(qū)物總質(zhì)量的5~10倍；
[0033] 2、將烙鹽介質(zhì)、領(lǐng)巧娃前驅(qū)物置于混料罐中，按料：球：水=1:5:2的配比相應(yīng)稱 取錯球和去離去水，密閉后置于漉式混料機上濕法混合24h;將混合后物料取出，置于70°C 烘箱中烘24h;
[0034] 3、將烘干后物料置于電爐中進行熱處理：W3°C的升溫速率升溫至770~800。 保溫Ih后自然冷卻至室溫；
[0035] 4、熱處理后物料用熱水反復(fù)洗涂過濾多次，直至用AgN〇3溶液滴定沒有白色沉淀 生成為止；對濾餅作70°C真空干燥處理即得粒徑為20~50nm的復(fù)合納米陶瓷粉體。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的領(lǐng)巧娃系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，原料廉價易得，洗去的烙 鹽重結(jié)晶后可W重復(fù)使用，工藝簡單，適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0037]W上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無 需創(chuàng)造性勞動就可W根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依 本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可W得到的技術(shù)方 案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 按化學(xué)計量比BaxCa1 xSi03(x = O~1)稱取鋇鈣娃前驅(qū)物； (2) 稱取一定量的NaCl或者KCl作為熔鹽介質(zhì)； (3) 將所述熔鹽介質(zhì)和所述鋇鈣硅前驅(qū)物置于混料罐中進行濕法混合，并進行烘干； (4) 將烘干后的物料置于電爐中進行熱處理； (5) 熱處理后的物料進行洗滌和過濾，并對濾餅作進行干燥處理即得所述復(fù)合納米陶 瓷粉體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，步驟 (1) 中，Ba (NO3) 2、Ca (NO3) 2和 SiO 2，其中 Ba (NO3) 2、Ca (NO3) 2為分析純試劑，SiO 2為氣相法合 成，粒徑為15nm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，步驟 (2) 中，所述熔鹽介質(zhì)的重量為鋇鈣硅前驅(qū)物總質(zhì)量的5~10倍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，步驟 (3) 中，按料：球：水=1:5:2的配比相應(yīng)稱取鋯球和去離去水，密閉后置于輥式混料機上濕 法混合24h。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，將所 述混合后物料取出，置于70°C烘箱中烘24h。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，步驟 (4) 中，所述熱處理包括以2~5°C的升溫速率升溫至770~800°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，所述 熱處理還包括保溫1~2h后自然冷卻至室溫。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，步驟 (5) 中，所述洗滌包括用熱水反復(fù)洗滌過濾多次，直至用AgNO3溶液滴定沒有白色沉淀生成 為止。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，所述 干燥處理包括對濾餅作70°C真空干燥處理。10. -種鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，其組分符合 BaxCa 1 xSi03(x = 0~1)化學(xué)計量比。
【專利摘要】一種鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，包括如下步驟：按化學(xué)計量比BaxCa1-xSiO3(x＝0～1)稱取鋇鈣硅前驅(qū)物；稱取一定量的NaCl或者KCl作為熔鹽介質(zhì)；將所述熔鹽介質(zhì)和所述鋇鈣硅前驅(qū)物置于混料罐中進行濕法混合，并進行烘干；將烘干后的物料置于電爐中進行熱處理；熱處理后的物料進行洗滌和過濾，并對濾餅作進行干燥處理即得所述復(fù)合納米陶瓷粉體。根據(jù)本發(fā)明的鋇鈣硅系復(fù)合納米陶瓷粉體的制備方法，原料廉價易得，洗去的熔鹽重結(jié)晶后可以重復(fù)使用，工藝簡單，適合規(guī)?；a(chǎn)。
【IPC分類】C04B35/22, C04B35/16, C04B35/626
【公開號】CN105236944
【申請?zhí)枴緾N201510586299
【發(fā)明人】方亮, 王蕓, 彭程, 楊揚
【申請人】中國建材國際工程集團有限公司, 蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月15日