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一種中溫?zé)Y(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料的制作方法

文檔序號(hào):12450981閱讀:197來源:國知局

本發(fā)明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物,尤其涉及一種具有中溫?zé)Y(jié)、用于MLCC的高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。



背景技術(shù):

隨著電子器件逐漸步向微型化、集成化、低能耗的方向發(fā)展,多層陶瓷電容器(MLCC)也日益小型化,因此,MLCC用陶瓷材料不僅要具備高的介電常數(shù),同時(shí)也需要兼具較低的燒結(jié)溫度和較低的介電損耗。

以BaTiO3為基的陶瓷電容器用介質(zhì)材料,受到了廣泛的關(guān)注。鋯鈦酸鋇(Ba(Zr0.2Ti0.8)O3)是ZrO2摻雜BaTiO3所形成固溶體系。該體系具有高的介電常數(shù)(~20000)和適中的介電損耗(~0.08),但該體系的燒結(jié)溫度較高(1350℃),因此,進(jìn)一步降低該體系的燒結(jié)溫度以降低能耗同時(shí)使該體系兼具較高的介電常數(shù)和較低的介電損耗,成為研究者的研究熱點(diǎn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的,是為降低Ba(Zr0.2Ti0.8)O3介質(zhì)材料的燒結(jié)溫度,并進(jìn)一步降低材料的介電損耗,以適應(yīng)電子器件不斷向集成化和低功耗方向發(fā)展的需要。本發(fā)明以BaCO3、TiO2、ZrO2、Li2CO3為原料,通過簡單固相法制備一種具有中溫?zé)Y(jié)的MLCC用介質(zhì)材料。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種中溫?zé)Y(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料,其化學(xué)式為:Ba(Zr0.2Ti0.8)O3+xwt%Li2CO3,其中外加的Li2CO3為x=0.1~2.0wt%;

該中溫?zé)Y(jié)陶瓷電容器用高介電常數(shù)陶瓷介質(zhì)材料的制備方法,具有如下步驟:

(1)將BaCO3、TiO2、ZrO2按化學(xué)計(jì)量式Ba(Zr0.2Ti0.8)O3進(jìn)行配料,將原料放入聚酯罐中,加入去離子水和氧化鋯球后,球磨4~8小時(shí);

(2)將步驟(1)球磨后的原料放入干燥箱中,于100~120℃烘干,然后過40目篩;

(3)將步驟(2)過篩后的原料放入中溫爐中,于1050~1200℃預(yù)燒,保溫2~6小時(shí);

(4)將步驟(3)預(yù)燒后的原料與外加的0.1wt%~2.0wt%Li2CO3進(jìn)行混合,放入球磨罐中,加入氧化鋯球和去離子水,球磨10~15小時(shí),烘干后過篩,再用粉末壓片機(jī)壓制成型為坯體;

(5)將步驟(4)的坯體于1250℃~1295℃燒結(jié),保溫1~10小時(shí),制成具有中溫?zé)Y(jié)的陶瓷電容器用高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料。

所述步驟(1)采用行星式球磨機(jī)進(jìn)行球磨,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。

所述步驟(4)粉末壓片機(jī)的成型壓力為2~4Mpa。

所述步驟(4)坯體的直徑為10mm,厚度為1mm。

所述步驟(5)的燒結(jié)溫度為1250℃。

所述步驟(4)Li2CO3的摻雜比例為2.0wt%。

本發(fā)明通過簡單固相法制備了一種中溫?zé)Y(jié)的MLCC用介質(zhì)材料Ba(Zr0.2Ti0.8)O3+xwt%Li2CO3(x=0.1~2.0wt%)。其介電常數(shù)εr為4789~11831,介電損耗為0.003~0.1,燒結(jié)溫度為1250℃~1295℃。該制備方法簡化了材料的制備工藝,節(jié)省了時(shí)間成本和能源成本。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明以BaCO3(分析純)、TiO2(分析純)、ZrO2(分析純)、Li2CO3(分析純)為初始原料,通過簡單固相法制備陶瓷電容器用介質(zhì)陶瓷材料。

具體實(shí)施方案如下:

1.將BaCO3、TiO2、ZrO2按化學(xué)計(jì)量式Ba(Zr0.2Ti0.8)O3進(jìn)行配料,配比為:16.4797g BaCO3、5.3375g TiO2、2.058g ZrO2,將約20g的混合粉料放入聚酯罐中,加入200ml去離子水,加入150g的鋯球后,在行星式球磨機(jī)上球磨6小時(shí),球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分;

2.將球磨后的原料置于干燥箱中,于100℃烘干,而后過40目篩;

3.將過篩后的原料放入中溫爐,于1100℃預(yù)燒,保溫4小時(shí);

4.將步驟(3)預(yù)燒后的原料與外加的0.1wt%~2.0wt%Li2CO3進(jìn)行混合,放入球磨罐中,加入氧化鋯球和去離子水,球磨12小時(shí),烘干后過篩,再用粉末壓片機(jī)以4MPa的壓力壓制成型為坯體,坯體的直徑為10mm,厚度為1mm。

5.將坯體于1250~1295℃℃燒結(jié),保溫1~10小時(shí),制成具有中溫?zé)Y(jié)的陶瓷電容器用高介電常數(shù)的介質(zhì)陶瓷材料。

通過HEWLETT PACKARD 4278A測試所得制品的介電性能。

具體實(shí)施例的主要工藝參數(shù)及其介電性能詳見表1。

表1

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