[發明專利]一種高壓電性能陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510012891.7
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104591730B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 陸全明
• 申請（專利權）人: 吳江佳億電子科技有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 常州市維益專利事務所(普通合伙) 32211
• 代理人: 趙楓

技術領域

本發明屬于陶瓷材料領域，特別涉及一種高壓電性能陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

高壓電性能發生器要用到很多高壓電性能陶瓷電容器和大容量高壓電性能電容器。傳統一般都使用高壓電性能薄膜類的電容器，但是隨著陶瓷電容的優勢不斷體現，薄膜電容器將越來越少的出現在高壓電性能發生器中。

通常用于生產高壓電性能陶瓷電容器的介質中含有一定量的鉛，這不僅在生產、使用和廢棄過程中對人體和環境造成危害，而且對性能穩定性也有不良影響。

中國專利97117286.2采用固相法合成等價和異價離子同時取代（Sr2+,Zr4+,Sn4+,Nb5+）BaTiO3固溶體，加入適量的硼鉛鋅銅玻璃燒結劑，得到介電常數大于等于?16000的陶瓷材料，但是由于該陶瓷材料中加入了一定量的鉛，使其耐壓較差，僅為700V/mm。

壓電陶瓷材料的應用領域很廣，主要包括壓電驅動元件、高壓電性能瓷片電容器。同時，壓電陶瓷材料需要優良的機械韌性，能承受高頻率下的機電轉換。

發明內容

針對上述的需求，本發明特別提供了一種高壓電性能陶瓷材料及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種高壓電性能陶瓷材料，由包含以下重量份的組分制成：

二氧化鋯????60-75份,

氧化鎂?????20-25份,

三氧化二銻????2-3份,

硫醇銻?????2-3份,

二氧化硅???1-2份,

硫化鈷?????0.5-1份,

鈦酸鉛???0.5-1份,

亞硝酸鉀????0.05-0.5份。

所述組分還包括銅0-1重量份。

所述硫化鈷為硫化鈷納米粒子。

所述硫化鈷納米粒子的粒徑為10-12納米。

一種高壓電性能陶瓷材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）稱取二氧化鋯60-75重量份、氧化鎂20-25重量份、三氧化二銻2-3重量份、硫醇銻2-3重量份、二氧化硅1-2重量份、硫化鈷0.5-1重量份、鈦酸鉛0.5-1重量份和銅0-1重量份，高速攪拌均勻；

（2）在步驟1的產物中依次加入充分球磨的亞硝酸鉀0.05-0.5重量份，噴霧造粒，再壓制成型，在1250-1280℃中燒結2-3?小時，得到高壓電性能陶瓷材料。

步驟1中所述高速攪拌的攪拌速率為7000r/min。

本發明與現有技術相比，其有益效果為：

（1）本發明制得的高壓電性能陶瓷材料在具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點的同時，還具有高的介電常數。

（2）本發明制得的高壓電性能陶瓷材料通過加入硫醇銻和硫化鈷使材料的耐氧化性提高。

（3）本發明制得的高壓電性能陶瓷材料通過二氧化鋯、二氧化硅、鈦酸鉛以一定比例的加入，使得到的高壓電性能陶瓷材料具有高的介電常數，并且由于在原料中并未添加鉛，是一種良好的環境友好型材料。

（4）本發明的高壓電性能陶瓷材料，在不同的使用環境中仍能保持良好的穩定性和耐候性，并且其其制備方法簡單，易于工業化生產。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步的說明。

實施例1

（1）稱取二氧化鋯60kg、氧化鎂25kg、三氧化二銻2kg、硫醇銻3kg、二氧化硅1kg、粒徑為10納米的硫化鈷納米粒子0.5kg、鈦酸鉛1kg和銅1kg，以7000r/min的攪拌速率攪拌均勻；

（2）在步驟1的產物中依次加入充分球磨的亞硝酸鉀0.05kg，噴霧造粒，再壓制成型，在1250℃中燒結2小時，得到高壓電性能陶瓷材料。

制得高壓電性能陶瓷材料的性能測試結果如表1所示。

實施例2

（1）稱取二氧化鋯75kg、氧化鎂23kg、三氧化二銻2kg、硫醇銻2kg、二氧化硅2kg、粒徑為12納米的硫化鈷納米粒子0.5kg、鈦酸鉛0.5kg和銅0.5kg，以7000r/min的攪拌速率攪拌均勻；

（2）在步驟1的產物中依次加入充分球磨的亞硝酸鉀0.05kg，噴霧造粒，再壓制成型，在1250℃中燒結2小時，得到高壓電性能陶瓷材料。

制得高壓電性能陶瓷材料的性能測試結果如表1所示。

實施例3