[發(fā)明專利]一種鈦酸鍶基巨介電陶瓷制備方法

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• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116041059A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 白浩;盧楠;高曉;劉振國
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: C04B35/47
• 分類號: C04B35/47;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 無錫市天宇知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 蔣飛

本發(fā)明公開了一種鈦酸鍶基巨介電陶瓷制備方法，涉及電子陶瓷領域，SrTi_0.994Nb_0.004V_0.001Ta_0.001O₃以二氧化鈦，碳酸鍶和五氧化二鈮、五氧化二釩、五氧化二鉭為原料，混合均勻后球磨，干燥后將粉體在空氣中預燒，將預燒后的粉料添加PVA混合均勻，研磨后加入粘合劑PVB以及塑化劑BBP造粒并壓制成型，然后放到氣氛燒結爐中，使樣品在氫氣、氬氣、氮氣混合氣氛中燒結成瓷，之后將樣品置于真空?氧氣氣氛中退火，得到介電性能良好的巨介電陶瓷并且具有良好的溫度和頻率穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及電子陶瓷領域，具體涉及一種SrTi_0.994Nb_0.004V_0.001Ta_0.001O₃巨介電陶瓷材料的制備方法。

背景技術

微電子信息技術的快速發(fā)展對電子元器件的微型化、集成化提出了更高的要求，作為電子元器件的重要組分部分，電介質陶瓷的研究受到人們越來越多的關注。隨著信息技術領域尤其是電子和微電子行業(yè)的發(fā)展以及極端環(huán)境下的工作需要，具有良好的溫度和頻率穩(wěn)定性的巨介電常數(shù)、低介電損耗的電介質材料有著廣泛的應用前景。

具有鈣鈦礦結構的陶瓷材料一直因其巨大的介電常數(shù)和和很低的介電損耗而備受關注，并且鈣鈦礦結構陶瓷材料能夠在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性。近年來，電子元器件日新月異，小型化、高效能和低功耗成為重要發(fā)展方向，并且對器件的各種聲光電熱磁等性能有了更多細致的要求。這也要求去研究更多元素的物理化學性能，開發(fā)出更多的新材料種類來滿足不同層次的需求。

位于第五副族的三種元素釩、鈮、鉭均為非鐵磁性元素，并且已經(jīng)在生產(chǎn)和生活中得到廣泛運用，研究并進一步發(fā)展這些元素的應用具有重要的經(jīng)濟效益。例如，用鉭電容器用在軍事國防等消費領域，但鉭元素資源緊缺，因此鉭元素成了一種戰(zhàn)略性資源。鈮元素的堿金屬化合物，例如Li₂NbO₃(鈮酸鋰)具有鈣鈦礦型偏三方晶體結構，而鈷酸鋰是一種常見的電極材料。研究已經(jīng)表明Nb與Ta共摻雜可以形成復合鈣鈦礦基結構，并且由于兩者的最外層電子數(shù)相同，可以在晶體內(nèi)部形成缺陷偶極子，同時釋放出離域電子。因此嘗試用碳酸鍶、五氧化二鈮、二氧化鈦、五氧化二鉭去合成復合鈣鈦礦基陶瓷材料，化學式中Ta⁵⁺、Nb⁵⁺，通過施主與受主共摻雜作用，形成缺陷偶極子，而釩離子與二者有著相近的原子半徑，且是常見的制備巨介電陶瓷體原料。目前關于SrTi_0.994Nb_0.004V_0.001Ta_0.001O₃制備方法的報告還很少見，作為一種具有潛在的廣泛應用價值的材料，有必要探索一種合適并且利于推廣的制備工藝，以更好的研究SrTi_0.994Nb_0.004V_0.001Ta_0.001O₃巨介電陶瓷的結構、性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種鈦酸鍶基巨介電陶瓷制備方法，本發(fā)明獲得的SrTi_0.994Nb_0.004V_0.001Ta_0.001O₃陶瓷是典型的鈦酸鍶基復合鈣鈦礦結構材料之一，并且測得其有很高的介電常數(shù)以及良好的溫度和頻率穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種鈦酸鍶基巨介電陶瓷制備方法，所述巨介電陶瓷材料的結構式為SrTi_0.994Nb_0.004V_0.001Ta_0.001O₃，其特征在于制備方法包括以下步驟：