[發(fā)明專利]一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811647436.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109545548B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明;孫梓雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01G4/12
• 分類號(hào): H01G4/12;H01G4/33;C23C14/06;C23C14/35;C23C14/54;C23C14/58;C30B23/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器，其特征在于，所述稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器利用磁控濺射方法制備，包括以下步驟：

步驟(1)，將BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷作為靶材，將靶材和基片安裝到位；

步驟(2)，預(yù)處理基片；

步驟(3)，預(yù)濺射BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材；

步驟(4)，濺射BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材，使BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材在基片上進(jìn)行外延薄膜生長(zhǎng)，生成的薄膜厚度為350nm-450nm；

步驟(5)，對(duì)步驟(4)生成的薄膜進(jìn)行退火處理，得到稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器，其特征在于，BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材采用BaTiO₃粉和HfO₂粉制備，制備過(guò)程為：按照BaHf_0.17Ti_0.83O₃的化學(xué)計(jì)量比將BaTiO₃粉和HfO₂粉混合均勻，再將混合物依次進(jìn)行球磨、預(yù)燒結(jié)、二次球磨、造粒、成型和燒結(jié)，得到BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器，其特征在于，制備BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材過(guò)程中，球磨與二次球磨的過(guò)程參數(shù)相同，具體為：球石、混合物和酒精的質(zhì)量比為2：1：1，球磨轉(zhuǎn)速為380～420r/min，球磨時(shí)間為5-7h；

預(yù)燒結(jié)溫度為855-945℃，預(yù)燒結(jié)時(shí)間為3-5h；

成型選用壓片機(jī)，成型過(guò)程中的壓強(qiáng)為38-42Mpa，保壓時(shí)間為4-6min；

燒結(jié)的燒結(jié)溫度為1000-1100℃、燒結(jié)時(shí)間為3-5h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器，其特征在于，基片采用(001)取向生長(zhǎng)的導(dǎo)電單晶SrTiO₃基片，安裝基片前，將清潔基片，再將清潔后的基片安裝到位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器，其特征在于，步驟(2)的具體步驟為：將磁控濺射系統(tǒng)內(nèi)的氣壓抽至10^-5-10^-4mbar，通入氧氣和氬氣的混合氣體，至磁控濺射系統(tǒng)內(nèi)的氣壓為380-420mbar，開(kāi)始加熱基片；基片加熱至810-890℃并保溫9-11min；保溫結(jié)束后，再次將磁控濺射系統(tǒng)內(nèi)的氣壓抽至10^-5-10^-4mbar，然后通入氧氣和氬氣的混合氣體，至磁控濺射系統(tǒng)內(nèi)的氣壓為190-210mbar；所述氧氣和氬氣的混合氣體中氧氣和氬氣體積比為1:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土元素改性的寬溫薄膜儲(chǔ)能電容器，其特征在于，所述步驟(3)中，預(yù)濺射的濺射氣氛為混合氣體氣氛，混合氣體由體積比1:1的氧氣和氬氣組成；濺射靶與基片之間的距離為52-58mm；濺射功率為95-105W；濺射時(shí)間為9-11min，氣壓為190-210mbar。