[發明專利]電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料及其制作方法

有效

• 申請號: 201110259284.2
• 申請日: 2011-09-04
• 公開（公告）號: CN102432291A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 趙碧全;張吉林;陳亞東;吳曉東;毛祖佑
• 申請（專利權）人: 成都宏明電子科大新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/622
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料及其制作方法。?

背景技術

眾所周知，電介質電容器在同一電壓下電介質的介電常數越高，電容器儲存的能量就越大，即儲能密度就越高。同樣，當解除施加的電壓時，電容器釋放的電能量也越大。然而，用于制作電容器的普通介質陶瓷材料存在以下問題：(1)線性(即I類)陶瓷材料介電常數非常小，雖然根據儲能密度概念(單位體積中儲存的電能量)，可以通過提高電場強度來提高儲能密度，但是這給電絕緣保護問題帶來了難題；(2)非線性(即II類)鐵電體陶瓷材料，在低電場時相對有很高的介電常數，但是在高電場下其介電常數急劇下降達75％以上，同時高介電常數的鐵電陶瓷耐電擊穿的能力也比較差。普通的線性和非線性陶瓷材料，電容器儲能密度在0.2～0.4焦耳/平方厘米范圍內，抑制了儲能電容器儲能密度的提高。?

早在70年代，國外就開展了對反鐵電陶瓷材料應用的研究。近年來國內也對反鐵電陶瓷材料及應用進行了大量的研究工作。而且傳統的單一的鋯鈦酸鉛反鐵電陶瓷存在著反鐵電到鐵電相相變過程中，相變溫度范圍狹窄、電滯寬和應變量大等問題，不能滿足電容器使用要求。傳統的鐵電陶瓷材料電容器介質損耗大，多次充放電后很容易老化，使用壽命較短，同時傳統的鐵電陶瓷材料還具有體積大、容量小，耐壓性、穩定性和安全性都較差等缺點。?

發明內容

本發明的目的在于解決現有鐵電陶瓷材料的不足，提供一種新型的電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料及其制作方法，克服傳統的鐵電陶瓷材料電容器介質損耗大，多次充放電后很容易老化，使用壽命較短，同時傳統的鐵電陶瓷材料還具有體積大、容量小、耐壓性、穩定性和安全性都較差等缺點。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料，它的化學式為Pb_(1-x)La_x(Zr_yTi_(1-y))_1-x/4O₃，式中，0.08≤x≤0.12，0.75≤y≤0.85。?

本發明所述的電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料，它的化學式為Pb_(1-x)La_x(Zr_yTi_(1-y))_1-x/4O₃+A，式中，A為ZnO、Ag₂O、Bi₂O₃和SiO₂，0.08≤x≤0.12，0.75≤y≤0.85，0.5wt％≤A≤1.0wt％。?

電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料的制作方法，它包括以下步驟：?

(1)選用純度為化學純或分析純的PbO、La₂O₃、ZrO₂和TiO₂作為原材料，根據Pb_(1-x)La_x(Zr_yTi_(1-y))_1-x/4O₃中x和y的范圍值進行計算并準確稱量，提取各組分；?

(2)將各組分按照料、球和水的比為1∶5∶1.0～1.2放入研磨裝置中進行研磨，研磨時間40～50小時；?

(3)將研磨后的混合物烘干并造粒，按200℃/h的升溫速率在氧化鋁坩堝內以850～950℃的溫度保溫3小時密閉煅燒，然后隨爐冷卻至室溫；?

(4)將煅燒后的燒塊稱量后放入研磨裝置中進行研磨，研磨按照料、球和水的比為1∶5∶0.8～1.0進行，研磨時間80小時，達到料漿平均粒徑不大于0.5μm，最大粒徑不大于2.0μm時，烘干研磨后的混合物；?

(5)按照料粉與石蠟比為100∶7～8的比例進行合蠟操作，然后在200Mpa的壓強下壓片成型為Φ14×1.5圓片的毛坯；?

(6)將成型后的毛坯放置在氧化鋯鋯板上，然后連同氧化鋯鋯板放置在高含量氧化鋁的氧化鋁坩堝內，加蓋密閉燒結，按150℃/h的升溫速率加熱至1130～1150℃后保溫3小時，然后隨爐冷卻；?

(7)在陶瓷圓片的兩面涂上銀電極并測試其電性能。?

本發明所述的電容正電壓系數反鐵電陶瓷材料的制作方法，它包括以下步驟：?