專利名稱：SrTiO₃陶瓷電介質(zhì)材料及其電容器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SrTi03陶瓷電介質(zhì)材料及其電容器的制備方法，屬于電介質(zhì)陶瓷 技術(shù)。
背景技術(shù)：
長期以來，國內(nèi)外對中高壓陶瓷電容器的研究十分活躍。這些研究主要集中在通
過改變材料配方達到材料改性和實現(xiàn)無鉛化的目的。現(xiàn)有技術(shù)中，有的研究了添加劑對 SrTi03系高壓介質(zhì)瓷介電性能的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)Mn(^的加入能降低陶瓷電介質(zhì)的介電損 耗、0^03的加入能提高介質(zhì)的介電常數(shù)，CaTi03、MgTi03、NiO的加入能降低該材料介電常數(shù) 的溫度變化率，但其居里溫度依然在4(TC以下，其室溫介電常數(shù)較低[郝俊杰.[J].河北理 工學院學報，2001，23， (1) :53-58]];有的研究了摻雜稀土元素La203 Y203、Ce02等對SrTi03 基陶瓷的e和tgS的溫度和頻率特性的影響，發(fā)現(xiàn)這些稀土元素使SrTi03基陶瓷的介質(zhì) 損耗降低，但材料的介電常數(shù)的溫度變化率偏大[肖洪地，王成建，馬洪磊.[J].功能材料， 2003,1， (34) :78-82];有的研究了摻雜Bi203 nTi02、 Pb2+、 Mn2+和Zn2+對SrTi03基高壓電 容器陶瓷的改性作用，發(fā)現(xiàn)Bi^3 "1102和Pb304的加入量在一定的范圍內(nèi)可以提高瓷料的 介電常數(shù)，同時改進其燒結(jié)性能，加入適量的MnC03可以改善瓷料的燒結(jié)性能和介電常數(shù)的 溫度變化率，但是研究結(jié)果沒有實現(xiàn)無鉛化，而且其室溫下的介電常數(shù)偏小(張慶秋，李耀 霖.[J].華南理工大學學報，2000，28， (1) :69-69)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種SrTi03陶瓷電介質(zhì)材料及其電容器的制備方法，該陶瓷
電介質(zhì)材料介電常數(shù)高、低損耗、無鉛；以其制備電容器過程簡單，制得的電容器性能好。 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，一種SrTi03陶瓷電介質(zhì)材料，其特征在
于，該陶瓷介質(zhì)材料由下列組分及其含量組成， SrTi03 : (30 90. 0)mol % ; (Bi1/2Na1/3) Ti03 : (10. 0 70. 0)mol % ; 且SrTi03和(Bi1/2Na1/2) Ti03的摩爾百分含量之和為100%， MnC03 :質(zhì)量含量為SrTi03和(Bi1/2Na1/2) Ti03質(zhì)量之和的(0. 1 1. 3)倍。 以上述的SrTi03陶瓷電介質(zhì)材料制備電容器的方法，其特征在于包括以下過程 1)將81203與化20)3和1102按照摩爾比為1 : 1 : 4進行配料，以該配料與磨球
和去離子水按質(zhì)量比為i : i : 2混合進行濕法球磨4 24小時，混磨后的料漿置于烘箱
中在溫度110 14(TC烘干，烘干料在溫度760 82(TC下保溫2小時進行預(yù)合成得預(yù)合成 料(Bi1/2Na1/2)Ti03; 2)將SrC03與Ti02按摩爾比為1 : 1進行配料，以該配料與磨球和去離子水按質(zhì) 量比為l : 1 : 2混合進行濕法球磨4 24小時，混磨后的料槳置于烘箱中在溫度110 140。C烘干，烘干料經(jīng)溫度1050 1180。C下保溫2小時進行預(yù)合成，得預(yù)合成料SrTi03 ;
3)將步驟1)制得的預(yù)合成料(Bi1/2Na1/2)Ti03與步驟2)制得的預(yù)合成料SrTi03 及MnC03按摩爾比為l : (0. 1 0. 7) : (0.01 0. 13)進行配料，再按該配料與磨球和 去離子水按質(zhì)量比為l : 1 : 1.5混合進行球磨4 24小時，然后將球磨料置于烘箱中在 溫度110 14(TC烘干，得干磨料； 4)按干磨料質(zhì)量的5 8%計，向干球磨料中加入質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇水 溶粘合劑，混合均勻后進行造粒，造粒料通過40目篩分，得顆粒料在成型機上以壓力100 500MPa壓制成片型，將成型片放在有二氧化鋯粉為墊料的氧化鋁墊板上，兩成型片之間用 二氧化鋯粉隔開，然后放入高溫箱式電阻爐中分別在溫度120 15(TC和溫度200 350°C 保溫20分鐘，再控制升溫速度在300 400°C /h，升溫至1230 1270。C下燒結(jié)1 4h，然 后隨爐冷卻到室溫，將燒成后瓷片上的二氧化鋯墊料清除后，將瓷片預(yù)熱，兩面均勻涂敷銀 電極漿料，然后在溫度53(TC下保溫10分鐘燒滲制得銀電極，得到本發(fā)明的無鉛陶瓷電容 器。 本發(fā)明的優(yōu)點是通過調(diào)節(jié)(Bi力Na力)TiO和SrTi03的比例使SrTi03系陶瓷的介 電常數(shù)得到大幅的提高；通過摻雜MnC03，使陶瓷材料具有細晶結(jié)構(gòu)，在保持高介電常數(shù)的 同時，仍具有很低的介電損耗和較高的擊穿電場強度；本發(fā)明采用的原料和生產(chǎn)條件容易 實現(xiàn)，材料的重復(fù)性很好。
具體實施方式

實施例1 : 按摩爾比i : i : 4分別稱量81203、化20)3、1102和按摩爾比i : 1分別稱量1102、
SrC03:將上述配料分別裝入行星球磨機進行球磨4h(料球水=i :i:2)。球磨料
經(jīng)12(TC干燥后，分別在溫度78(TC和溫度IIO(TC合成(Bi1/2Na1/2) Ti03和SrTi03。然后按 照45mol% (Na。.5Bi。.5)Ti03+55mol% SrTi03+0. 2wt% MnC03進行配料。
分別稱取預(yù)合成料45mol (Na。. 5Bi。. 5) Ti03和55mol的SrTi03，再配入0. lOOOg MnC03。然后按該配料50g、磨球50g和去離子水100g混合進行濕法球磨6小時。球磨料經(jīng) 溫度12(TC干燥后，按烘干料質(zhì)量的7%的加入質(zhì)量濃度為5%聚乙烯醇水溶液3. 5ml混合， 過40目篩造粒，然后在壓力350MPa壓強下將造粒料壓成①10mmX2mm圓片，將成型后的樣 品放在氧化鋁或二氧化鋯墊板上，片與片之間需有二氧化鋯墊料，放入高溫箱式電阻爐中 在溫度12(TC和溫度20(TC各保溫20分鐘，再以每小時升溫300-400°C ，在125(TC溫度下2h 燒成，燒成后的瓷片經(jīng)530。C燒滲銀電極。試樣的e為3125、tanS為34X 10—4、TC為8°C 。
權(quán)利要求
一種SrTiO3陶瓷電介質(zhì)材料，其特征在于，該陶瓷電介質(zhì)材料由下列組分及其含量組成，SrTiO3(30～90.0)mol％；(Bi1/2Na1/2)TiO3(10.0～70.0)mol％；且SrTiO3和(Bi1/2Na1/2)TiO3的摩爾百分含量之和為100％，MnCO3質(zhì)量含量為SrTiO3和(Bi1/2Na1/2)TiO3質(zhì)量之和的(0.1～1.3)倍。
2. —種以權(quán)利要求1所述的SrTi03陶瓷電介質(zhì)材料制備電容器的方法，其特征在于包 括以下過程1) 將81203與化20)3和1102按照摩爾比為1 : 1 : 4進行配料，以該配料與磨球和去離子水按質(zhì)量比為i : i : 2混合進行濕法球磨4 24小時，混磨后的料漿置于烘箱中在溫度110 14(TC烘干，烘干料在溫度760 82(TC下保溫2小時進行預(yù)合成得預(yù)合成料 (Bi1/2Na1/2)Ti03;2) 將SrC03與Ti02按摩爾比為1 : 1進行配料，以該配料與磨球和去離子水按質(zhì)量比 為l : 1 : 2混合進行濕法球磨4 24小時，混磨后的料槳置于烘箱中在溫度110 14(TC 烘干，烘干料經(jīng)溫度1050 118(TC下保溫2小時進行預(yù)合成，得預(yù)合成料SrTi03 ;3) 將步驟l)制得的預(yù)合成料(Bi力Na^)Ti03與步驟2)制得的預(yù)合成料SrTi03及 MnC03按摩爾比為1 : (0. 1 0. 7) : (0. 01 0. 13)進行配料，再按該配料與磨球和去離子水按質(zhì)量比為i : i : 1.5混合進行球磨4 24小時，然后將球磨料置于烘箱中在溫度110 14(TC烘干，得干磨料；4) 按干磨料質(zhì)量的5 8%計，向干球磨料中加入質(zhì)量濃度為5%的聚乙烯醇水溶粘合 劑，混合均勻后進行造粒，造粒料通過40目篩分，得顆粒料在成型機上以壓力100 500MPa 壓制成片型，將成型片放在有二氧化鋯粉為墊料的氧化鋁墊板上，兩成型片之間用二氧化 鋯粉隔開，然后放入高溫箱式電阻爐中分別在溫度120 15(TC和溫度200 35(TC保溫20 分鐘，再控制升溫速度在300 400°C /h，升溫至1230 127(TC下燒結(jié)1 4h，然后隨爐 冷卻到室溫，將燒成后瓷片上的二氧化鋯墊料清除后，將瓷片預(yù)熱，兩面均勻涂敷銀電極漿 料，然后在溫度53(TC下保溫10分鐘燒滲制得銀電極，得到本發(fā)明的無鉛陶瓷電容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種SrTiO3陶瓷電介質(zhì)材料及其電容器的制備方法。該陶瓷電介質(zhì)材料，由MnCO3、SrTiO3和(Bi1/2Na1/2)TiO3組成。以該陶瓷電介質(zhì)材料制備電容器過程由Bi2O3、Na2CO3和TiO2合成(Bi1/2Na1/2)TiO3；由SrCO3與TiO2制預(yù)合成料SrTiO3；由(Bi1/2Na1/2)TiO3、SrTiO3和MnCO3制干磨料，干磨料加聚乙烯醇溶液，經(jīng)造粒、篩分、壓制、燒結(jié)和制備銀電極得電容器。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)(Bi1/2Na1/2)TiO和SrTiO3的比例使SrTiO3系陶瓷的介電常數(shù)得到提高；通過摻雜MnCO3，使陶瓷材料具有細晶結(jié)構(gòu)，制的電容器既保持高介電常數(shù)，又具有低的介電損耗和較高的擊穿電場強度。
文檔編號H01G4/12GK101792312SQ201010120799
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者張晨, 曲遠方 申請人:天津大學