[發明專利]一種介電溫度穩定的鋯鈦酸鋇基瓷料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210057903.8
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114394832B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 張晨;周梓鑫;盧晶旺;羅善雙;簡剛;王鋒偉;方響華;朱熠
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學;蘇州攀特電陶科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/49
• 分類號: C04B35/49;C04B35/624;C04B35/64
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種介電溫度穩定的鋯鈦酸鋇基瓷料及其制備方法，其組分包括(Ba_1?xGd_x)(Ti_0.9Zr_0.1)O_3+x/2、MgO及ZnO；制法為首先按摩爾比稱量(CH₃COO)₂Ba、Gd(NO₃)₃、C₁₆H₃₆O₄Ti和Zr(NO₃)₄·5H₂O，通過溶膠凝膠法制得主晶相納米粉體，隨后將主晶相粉體與MgO及ZnO經研磨、模壓成型制得片狀坯體，最后經燒結制得鋯鈦酸鋇基瓷料。本發明通過復合鈣鈦礦結構納米主晶相與改性劑的協同作用使瓷料不僅具有高介電常數、低介電損耗的特點，且由于彌散相變的誘發使介電常數溫度變化率小于±15％。

技術領域

本發明涉及一種電子陶瓷及其制備方法，尤其涉及一種介電溫度穩定的鋯鈦酸鋇基瓷料及其制備方法。

背景技術

鈦酸鋇(BaTiO₃)是一種優良的介電、壓電和鐵電材料，可廣泛應用于電容器、PTC元件、壓電換能器等電子元器件的制造。但其居里點(約120℃)偏高，室溫下的介電常數僅為居里溫度處介電常數的1/6，從而大大影響了其作為電容器介質的應用范圍。

鋯鈦酸鋇[Ba(Zr_xTi_1-x)O₃]作為鈦酸鋇(BaTiO₃)與鋯酸鋇(BaZrO₃)形成的固溶體，兼顧了高介電性與居里溫度可調等特點，且因其弛豫特性的出現逐漸成為陶瓷電介質材料的研究熱點之一。然而，鋯鈦酸鋇基陶瓷高介、低損且介電溫度穩定的多參數協同仍是該材料作為X7R、Y5V型電容器介質材料的技術難點之一。期刊《電子元件與材料》2016年第35卷第3期在“Gd₂O₃摻雜對BZT基陶瓷結構和介電性能的影響”一文中公開了一種通過傳統固相法制備的BaZr_0.1Ti_0.9O₃+xGd₂O₃(x＝0～0.70)陶瓷，其介電常數高達4355時，介電損耗為0.031且介電常數溫度穩定性欠佳。期刊《電子元件與材料》2004年第23卷第10期在“二氧化鈰摻雜鋯鈦酸鋇陶瓷性能和結構的研究”一文中公開了一種通過固相法制備的CeO₂摻雜Ba(Zr,Ti)O₃陶瓷，其室溫介電常數高達7193，介電常數溫度變化率為-80.1％～+19.1％，其室溫介電損耗為0.0351。期刊《Journal of Applied Physics》2007年第102卷第8期在“Dielectric properties and relaxor behavior of rare-earth(La,Sm,Eu,Dy,Y)substituted barium zirconium titanate ceramics”一文中公開了一種通過固相法制備的(Ba_1-xLn_x)Zr_0.2Ti_0.8-x/4O₃(x＝0-0.04,Ln＝La,Sm,Eu,Dy,Y)系列陶瓷材料，其中x＝0.04，Ln＝La時損耗角正切可低至0.00005，但室溫介電常數僅為650。

因此，現亟需一種不僅具備高介電常數，且同時擁有低介電損耗和高介電溫度穩定性的鋯鈦酸鋇基瓷料。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種高介電常數、低介電損耗且介電溫度穩定性佳的鋯鈦酸鋇基瓷料；

本發明的第二目的是提供該鋯鈦酸鋇基瓷料的制備方法。

技術方案：本發明的介電溫度穩定的鋯鈦酸鋇基瓷料，按質量百分比包括如下組分：