本發(fā)明涉及功能陶瓷技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
鈦酸鋇是制備多層陶瓷電容器的重要介電材料。不進(jìn)行摻雜的鈦酸鋇陶瓷的燒結(jié)溫度較高,室溫相對介電常數(shù)較小,介電損耗較大,在相變處存在較強(qiáng)的介電峰。這些不利因素限制了鈦酸鋇陶瓷的應(yīng)用,因而需要通過摻雜改性等方法改善鈦酸鋇的容溫變化率、調(diào)控晶粒尺寸分布、降低介電損耗,使它的電學(xué)性能符合電子陶瓷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
如申請?zhí)枮閏n201510377085.x的中國專利公開了錫鈦酸鋇陶瓷及其制備方法,依照配方bati1-xsno3調(diào)整錫取代鈦酸鋇陶瓷的配比,采用固相燒結(jié)技術(shù),以碳酸鋇、氧化錫和氧化鈦為原料,再經(jīng)過混合球磨、低溫預(yù)燒和高溫?zé)Y(jié)后,得到錫鈦酸鋇陶瓷。該方法制備的錫鈦酸鋇陶瓷的介電調(diào)諧率較高,但是介電常數(shù)較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷及其應(yīng)用,該錫鈦酸鋇厚膜陶瓷具有較高的介電常數(shù)。
本發(fā)明提供了一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷,由以下方法制得:
將sno2、tio2和baco3混合,依次進(jìn)行球磨、烘干和燒結(jié),得到燒結(jié)產(chǎn)物;
將所述燒結(jié)產(chǎn)物與部分粘結(jié)劑、部分分散劑混合,滾磨,得到預(yù)混物;
將所述預(yù)混物與剩余粘結(jié)劑、塑化劑、剩余分散劑、溶劑混合,滾磨,得到流延漿料,粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮丁醛;塑化劑選自鄰苯二甲酸二丁酯和/或鄰苯二甲酸二辛酯;分散劑為辛基酚聚氧乙烯醚;
將所述流延漿料流延,得到膜帶;
將所述膜帶燒結(jié),得到錫鈦酸鋇厚膜陶瓷。
優(yōu)選地,所述錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的厚度為45~55μm。
優(yōu)選地,所述流延漿料的粘度為4#蔡恩杯15~30s。
優(yōu)選地,所述溶劑為乙醇和丁酮的混合物。
優(yōu)選地,所述錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的厚度為50μm。
優(yōu)選地,所述膜帶燒結(jié)的溫度為1310~1350℃;所述膜帶燒結(jié)的時(shí)間為2.5~3.5h。
優(yōu)選地,所述sno2、部分粘結(jié)劑和部分分散劑的質(zhì)量比為1.5~6:1:1。
優(yōu)選地,所述sno2、剩余粘結(jié)劑、塑化劑和剩余分散劑的質(zhì)量比為1.5~6:3~5:2~3:0.8~1.2。
優(yōu)選地,所述錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的具體組成為basn0.05ti0.95o3、basn0.10ti0.90o3、basn0.15ti0.85o3或basn0.20ti0.80o3。
本發(fā)明提供了一種上述技術(shù)方案所述錫鈦酸鋇厚膜陶瓷在多層陶瓷電容器制備中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷,由以下方法制得:將sno2、tio2和baco3混合,依次進(jìn)行球磨、烘干和燒結(jié),得到燒結(jié)產(chǎn)物;將所述燒結(jié)產(chǎn)物與部分粘結(jié)劑、部分分散劑混合,滾磨,得到預(yù)混物;將所述預(yù)混物與剩余粘結(jié)劑、塑化劑、剩余分散劑、溶劑混合,滾磨,得到流延漿料,粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮丁醛;塑化劑選自鄰苯二甲酸二丁酯和/或鄰苯二甲酸二辛酯;分散劑為辛基酚聚氧乙烯醚;將所述流延漿料流延,得到膜帶;將所述膜帶燒結(jié),得到錫鈦酸鋇厚膜陶瓷。本發(fā)明提供的錫鈦酸鋇厚膜陶瓷首先通過固相法合成錫鈦酸鋇,再通過采用特定粘結(jié)劑、塑化劑和分散劑制備流延漿料,通過流延法制得,該方法制得的厚膜陶瓷其具有較高的介電常數(shù),另外還具有較高的擊穿場強(qiáng)度;在理論計(jì)算中的絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕明顯上升,說明其具有大的電卡效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的介電常數(shù)為21000~34000;錫鈦酸鋇厚膜陶瓷在12mv/m的電場下的熵變?chǔ)膕,最大值達(dá)到2.02j·kg-1·k-1;錫鈦酸鋇厚膜陶瓷在12mv/m的電場下的絕熱溫變?chǔ)膖,最大值達(dá)到1.80k。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的燒結(jié)產(chǎn)物的xrd譜圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的sem圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的介溫關(guān)系曲線圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的變溫電致回線圖;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的絕熱溫變?chǔ)膖曲線圖;
圖6為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的熵變?chǔ)膕曲線圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷,由以下方法制得:
將sno2、tio2和baco3混合,依次進(jìn)行球磨、烘干和燒結(jié),得到燒結(jié)產(chǎn)物;
將所述燒結(jié)產(chǎn)物與部分粘結(jié)劑、部分分散劑混合,滾磨,得到預(yù)混物;
將所述預(yù)混物與剩余粘結(jié)劑、塑化劑、剩余分散劑、溶劑混合,滾磨,得到流延漿料,粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮丁醛;塑化劑選自鄰苯二甲酸二丁酯和/或鄰苯二甲酸二辛酯;分散劑為辛基酚聚氧乙烯醚;
將所述流延漿料流延,得到膜帶;
將所述膜帶燒結(jié),得到錫鈦酸鋇厚膜陶瓷。
本發(fā)明提供的錫鈦酸鋇厚膜陶瓷首先通過固相法合成錫鈦酸鋇,再通過采用特定粘結(jié)劑、塑化劑和分散劑制備流延漿料,通過流延法制得,該方法制得的厚膜陶瓷其具有較高的介電常數(shù),另外還具有較高的擊穿場強(qiáng)度;在理論計(jì)算中的絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕明顯上升,說明其具有大的電卡效應(yīng)。
本發(fā)明將sno2、tio2和baco3混合,依次進(jìn)行球磨、烘干和燒結(jié),得到燒結(jié)產(chǎn)物。在本發(fā)明,所述sno2、tio2和baco3的質(zhì)量比優(yōu)選為6~27:2~11:0.8~1.2。本發(fā)明優(yōu)選在本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的球磨罐中進(jìn)行球磨;所述球磨時(shí)采用的溶劑優(yōu)選為酒精;球磨時(shí)優(yōu)選采用直徑為8cm和12cm的圓形鋯球進(jìn)行球磨;球磨時(shí)采用的鋯球、原料總質(zhì)量和溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選為3~5:0.8~1.2:0.8~1.2,更優(yōu)選為4:1:1。所述球磨的時(shí)間優(yōu)選為22~26h,更優(yōu)選為24h。將球磨后的原料在60℃下的烘箱中烘干。本發(fā)明優(yōu)選將烘干后的球磨產(chǎn)物過篩備用;優(yōu)選過70目篩。本發(fā)明優(yōu)選將過篩的粉末燒結(jié),得到燒結(jié)產(chǎn)物;所述過篩的粉末燒結(jié)的溫度優(yōu)選為1200~1300℃;所述過篩的時(shí)間優(yōu)選為2~3h。
本發(fā)明對燒結(jié)產(chǎn)物進(jìn)行xrd分析,觀察是否有雜相雜峰生成。
得到燒結(jié)產(chǎn)物后,本發(fā)明優(yōu)選將燒結(jié)產(chǎn)物與部分粘結(jié)劑、部分分散劑混合,滾磨,得到預(yù)混物。在本發(fā)明中,所述燒結(jié)產(chǎn)物、部分粘結(jié)劑和部分分散劑的質(zhì)量比優(yōu)選為25~50:0.8~2.0:0.8~2.0。燒結(jié)產(chǎn)物滾磨優(yōu)選采用直徑為3mm、1mm和0.5mm的鋯球;直徑為3mm、1mm和0.5mm的鋯球的質(zhì)量比為2:1:1;所述直徑為3mm、1mm和0.5mm鋯球的總質(zhì)量與所述sno2、tio2和baco3總質(zhì)量的比優(yōu)選為4~6:1。在本發(fā)明中,所述燒結(jié)產(chǎn)物滾磨時(shí)采用的粘結(jié)劑優(yōu)選選自聚乙烯醇縮丁醛(pvb);所述燒結(jié)產(chǎn)物滾磨時(shí)采用的分散劑優(yōu)選為辛基酚聚氧乙烯醚;更優(yōu)選為型號x100的辛基酚聚氧乙烯醚。所述sno2、部分粘結(jié)劑和部分分散劑的質(zhì)量比優(yōu)選為25~50:2~8:0.8~1.2。所述燒結(jié)產(chǎn)物與部分粘結(jié)劑、部分分散劑滾磨的時(shí)間優(yōu)選為22~26h,更優(yōu)選為24h。
得到預(yù)混物后,本發(fā)明將所述預(yù)混物與剩余粘結(jié)劑、塑化劑、剩余分散劑、溶劑混合,滾磨,得到流延漿料。在本發(fā)明中,所述粘結(jié)劑優(yōu)選為聚乙烯醇縮丁醛;所述聚乙烯醇縮丁醛的型號為b72或b76或b79。塑化劑選自鄰苯二甲酸二丁酯和/或鄰苯二甲酸二辛酯;分散劑為辛基酚聚氧乙烯醚。在本發(fā)明中,所述sno2、剩余粘結(jié)劑、塑化劑和剩余分散劑的質(zhì)量比為1.5~6:3~5:2~3:0.8~1.2,更優(yōu)選為1.5~6:4:2:1。所述預(yù)混物與剩余粘結(jié)劑、塑化劑、剩余分散劑、溶劑滾磨的時(shí)間優(yōu)選為22~26h,更優(yōu)選為24h。
得到流延漿料后,本發(fā)明將所述流延漿料流延,得到膜帶。本發(fā)明優(yōu)選采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的流延機(jī)進(jìn)行流延。在本發(fā)明中,所述流延漿料的粘度優(yōu)選為4#蔡恩杯15~30s。
得到膜帶后,本發(fā)明將所述膜帶燒結(jié),得到錫鈦酸鋇厚膜陶瓷,所述錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的厚度為45~55μm。本發(fā)明優(yōu)選在膜帶燒結(jié)前進(jìn)行熱壓;本發(fā)明優(yōu)選在本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的熱等靜壓機(jī)中進(jìn)行熱壓;所述熱壓的溫度優(yōu)選為55~65℃,更優(yōu)選為60℃;所述熱壓的時(shí)間優(yōu)選為5~7min,更優(yōu)選為6min。在本發(fā)明中,所述燒結(jié)的溫度優(yōu)選為1310~1350℃,更優(yōu)選為1325℃;所述膜帶燒結(jié)的時(shí)間優(yōu)選為2.5~3.5h,更優(yōu)選為3h。
本發(fā)明制備的錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的厚度為45~55μm,優(yōu)選為50μm。厚膜陶瓷的厚度較薄,相應(yīng)的介電常數(shù)和擊穿場強(qiáng)變高,在理論計(jì)算中的絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕明顯上升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本發(fā)明提供的厚膜陶瓷在12mv/m的電場下的熵變?chǔ)膕,最大值達(dá)到2.02j·kg-1·k-1;在12mv/m的電場下的絕熱溫變?chǔ)膖,最大值達(dá)到1.8k。
本發(fā)明制備的厚膜陶瓷的組成為basnxti1-xo3,0<x≤0.2;在本發(fā)明的具體實(shí)施例中,所述厚膜陶瓷的具體組成為basn0.05ti0.95o3、basn0.10ti0.90o3、basn0.15ti0.85o3或basn0.20ti0.80o3。
本發(fā)明采用掃描電子顯微鏡觀察陶瓷的微觀結(jié)構(gòu),包括晶粒大小,均勻程度。本發(fā)明利用介溫關(guān)系測試儀測出它的介電常數(shù)與溫度的關(guān)系。施加合適的電場并且改變溫度得到變溫的電致回線并且計(jì)算其電卡效應(yīng)。
本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述錫鈦酸鋇厚膜陶瓷在多層陶瓷電容器制備中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的錫鈦酸鋇厚膜陶瓷具有較大的電卡效應(yīng),可以制作制冷器件。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明,下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷及其應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)地描述,但不能將它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
以下實(shí)施例中,所述的實(shí)驗(yàn)藥品為純度為99%的tio2,純度為99.5%的sno2和濃度為99%的baco3。
實(shí)施例1
用天平稱量sno21.50g、tio215.33g和baco339.87g,將原料放入球磨罐中,球磨罐中的鋯球:原料:酒精比為4:1:1,球磨24h,之后烘干原料,將原料研磨過70目的篩。后將原料在1250℃下燒結(jié)2h,得到燒結(jié)產(chǎn)物,之后用日本理學(xué)原位分析型x射線衍射儀測量xrd觀察無雜相雜峰,見圖1中曲線(a),圖1為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的燒結(jié)產(chǎn)物的xrd譜圖,由圖1中曲線(a)可以看出:實(shí)施例1制備的燒結(jié)產(chǎn)物中無雜相雜峰。
將粉料進(jìn)行二次球磨,此次球磨鋯球直徑分別為3mm,1mm和0.5mm,其質(zhì)量配比為2:1:1,總共200g,同時(shí)加入1g分散劑,1g粘結(jié)劑pvb,配比乙醇和丁酮1:1,各25g。待滾磨24h后,再加入1g分散劑,4g粘結(jié)劑pvb,2g塑化劑,同時(shí)根據(jù)黏稠度適當(dāng)添加溶劑的量。24h后,即可將配好的漿料進(jìn)行流延,調(diào)整流延機(jī)的轉(zhuǎn)速為50r/min,根據(jù)黏稠度適當(dāng)調(diào)整刀口的參數(shù),流延完后將膜帶進(jìn)行剪切,在熱等靜壓機(jī)中保持60℃熱壓6min,然后將膜帶在1325℃下燒結(jié)3h,得到厚膜陶瓷basn0.05ti0.95o3。
本發(fā)明采用日本日立公司生產(chǎn)的s-3400n(ii)型掃描電子顯微鏡拍攝晶粒圖片如圖2中(a),圖2為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的sem圖。由圖2中(a)可以看出:晶粒尺寸在20~50μm,比較致密。
本發(fā)明用惠普的介溫關(guān)系測試儀測試其介溫關(guān)系如圖3中(a),圖3為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的介溫關(guān)系曲線圖,由圖3中(a)中可以看出,實(shí)施例1制備的厚膜陶瓷的介電常數(shù)最大值達(dá)到23026。
本發(fā)明采用美國radiantrt-66a標(biāo)準(zhǔn)鐵電測試系統(tǒng)加12mv/m的電場,厚膜陶瓷的變溫電致回線如圖4中(a)所示,圖4為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的變溫電致回線圖;由圖4中(a)可以得出:隨著溫度升高,極化強(qiáng)度變化明顯,最大的極化強(qiáng)度達(dá)到23.3μc/cm2。
本發(fā)明理論計(jì)算絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕如圖5中曲線a和圖6中曲線a,其中,圖5為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的絕熱溫變?chǔ)膖曲線圖,圖6為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的熵變?chǔ)膕曲線圖,由圖5中曲線a可以得出:實(shí)施例1制備的厚膜陶瓷的絕熱溫變?chǔ)膖為0.47k;由圖6中曲線a可以得出:實(shí)施例1制備的厚膜陶瓷的熵變?chǔ)膕為0.58j·kg-1·k-1。
實(shí)施例1制備的厚膜陶瓷的厚度為50μm,可以應(yīng)用與多層陶瓷電容器的制備中。
實(shí)施例2
用天平稱量sno23.03g、tio214.52g、baco339.87g,將原料放入球磨罐中,球磨罐中的鋯球:原料:酒精比為4:1:1,球磨24h,之后烘干原料,將原料研磨過70目的篩。后將原料在1250℃下燒結(jié)2h,得到燒結(jié)產(chǎn)物,之后用日本理學(xué)原位分析型x射線衍射儀測量xrd觀察無雜相雜峰,見圖1中曲線(b)。由圖1中曲線(b)可以看出:實(shí)施例2制備的燒結(jié)產(chǎn)物中無雜相雜峰。
將粉料進(jìn)行二次球磨,此次球磨鋯球?yàn)?mm,1mm,0.5mm的,配比2:1:1,總共200g,同時(shí)加入1g分散劑,1g粘結(jié)劑pvb,配比乙醇和丁酮1:1,各25g。待滾磨24h后,再加入1g分散劑,4g粘結(jié)劑pvb,2g塑化劑,同時(shí)根據(jù)黏稠度適當(dāng)添加溶劑的量。24h后,即可將配好的漿料進(jìn)行流延,調(diào)整流延機(jī)的轉(zhuǎn)速為50r/min,根據(jù)黏稠度適當(dāng)調(diào)整刀口的參數(shù),流延完后將膜帶進(jìn)行剪切,在熱等靜壓機(jī)中保持60℃熱壓6min,然后將膜帶在1325℃下燒結(jié)3h,得到厚膜陶瓷basn0.10ti0.90o3。
本發(fā)明采用日本日立公司生產(chǎn)的s-3400n(ii)型掃描電子顯微鏡拍攝晶粒圖片如圖2中(b),圖2為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的sem圖。由圖2中(b)可以看出:晶粒大小在10μm左右,比較致密。
本發(fā)明用惠普的介溫關(guān)系測試儀測試其介溫關(guān)系如圖3中(b),圖3為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的介溫關(guān)系曲線圖,由圖3中(b)中可以看出,實(shí)施例2制備的厚膜陶瓷的介電常數(shù)最大值達(dá)到33051。
本發(fā)明采用美國radiantrt-66a標(biāo)準(zhǔn)鐵電測試系統(tǒng)加12mv/m的電場,厚膜陶瓷的變溫電致回線如圖4中(b)所示;由圖4中(b)可以得出:隨著溫度升高,極化強(qiáng)度變化明顯,最大的極化強(qiáng)度達(dá)到22.4μc/cm2。
本發(fā)明理論計(jì)算絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕如圖5中曲線b和圖6中曲線b,由圖5中曲線b可以得出:實(shí)施例2制備的厚膜陶瓷的絕熱溫變?chǔ)膖為1.00k;由圖6中曲線b可以得出:實(shí)施例2制備的厚膜陶瓷的熵變?chǔ)膕為1.16j·kg-1·k-1。
實(shí)施例2制備的厚膜陶瓷的厚度為50μm,可以應(yīng)用與多層陶瓷電容器的制備中。
實(shí)施例3
用天平稱量sno24.54g、tio213.71g、baco339.87g,將原料放入球磨罐中,球磨罐中的鋯球:原料:酒精比為4:1:1,球磨24h,之后烘干原料,將原料研磨過70目的篩。后將原料在1250℃下燒結(jié)2h,得到燒結(jié)產(chǎn)物,之后用日本理學(xué)原位分析型x射線衍射儀測量xrd觀察無雜相雜峰,見圖1中曲線(c),由圖1中曲線(c)可以看出:實(shí)施例3制備的燒結(jié)產(chǎn)物中無雜相雜峰。
將粉料進(jìn)行二次球磨,此次球磨鋯球?yàn)?mm,1mm,0.5mm的,配比2:1:1,總共200g,同時(shí)加入1g分散劑,1g粘結(jié)劑pvb,配比乙醇和丁酮1:1,各25g。待滾磨24h后,再加入1g分散劑,4g粘結(jié)劑pvb,2g塑化劑,同時(shí)根據(jù)黏稠度適當(dāng)添加溶劑的量。24h后,即可將配好的漿料進(jìn)行流延,調(diào)整流延機(jī)的轉(zhuǎn)速為50r/min,根據(jù)黏稠度適當(dāng)調(diào)整刀口的參數(shù),流延完后將膜帶進(jìn)行剪切,在熱等靜壓機(jī)中保持60℃熱壓6min,然后將膜帶在1325℃下燒結(jié)3h,得到厚膜陶瓷basn0.15ti0.85o3。
本發(fā)明采用日本日立公司生產(chǎn)的s-3400n(ii)型掃描電子顯微鏡拍攝晶粒圖片如圖2中(c),圖2為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的sem圖。由圖2中(c)可以看出:晶粒尺寸在20~30μm,比較致密。
本發(fā)明用惠普的介溫關(guān)系測試儀測試其介溫關(guān)系如圖3中(c),圖3為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的介溫關(guān)系曲線圖,由圖3中(c)中可以看出,實(shí)施例3制備的厚膜陶瓷的介電常數(shù)最大值達(dá)到21137。
本發(fā)明采用美國radiantrt-66a標(biāo)準(zhǔn)鐵電測試系統(tǒng)加12mv/m的電場,厚膜陶瓷的變溫電致回線如圖4中(c)所示;由圖4中(c)可以得出:隨著溫度升高,極化強(qiáng)度變化明顯,最大的極化強(qiáng)度達(dá)到21.7μc/cm2。
本發(fā)明理論計(jì)算絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕如圖5中曲線c和圖6中曲線c,由圖5中曲線c可以得出:實(shí)施例3制備的厚膜陶瓷的絕熱溫變?chǔ)膖為1.80k;由圖6中曲線c可以得出:實(shí)施例3制備的厚膜陶瓷的熵變?chǔ)膕為2.02j·kg-1·k-1。
實(shí)施例3制備的厚膜陶瓷的厚度為51μm,可以應(yīng)用與多層陶瓷電容器的制備中。
實(shí)施例4
用天平稱量sno26.06g,tio212.90g、baco339.87g,將原料放入球磨罐中,球磨罐中的鋯球:原料:酒精比為4:1:1,球磨24h,之后烘干原料,將原料研磨過70目的篩。后將原料在1250℃下燒結(jié)2h,得到燒結(jié)產(chǎn)物,之后用日本理學(xué)原位分析型x射線衍射儀測量xrd觀察無雜相雜峰,見圖1中曲線(d),由圖1中曲線(d)可以看出:實(shí)施例4制備的燒結(jié)產(chǎn)物中無雜相雜峰。
將粉料進(jìn)行二次球磨,此次球磨鋯球?yàn)?mm,1mm,0.5mm的,配比2:1:1,總共200g,同時(shí)加入1g分散劑,1g粘結(jié)劑pvb,配比乙醇和丁酮1:1,各25g。待滾磨24h后,再加入1g分散劑,4g粘結(jié)劑pvb,2g塑化劑,同時(shí)根據(jù)黏稠度適當(dāng)添加溶劑的量。24h后,即可將配好的漿料進(jìn)行流延,調(diào)整流延機(jī)的轉(zhuǎn)速為50r/min,根據(jù)黏稠度適當(dāng)調(diào)整刀口的參數(shù),流延完后將膜帶進(jìn)行剪切,在熱等靜壓機(jī)中保持60℃熱壓6min,然后將膜帶在1325℃下燒結(jié)3h,得到厚膜陶瓷basn0.20ti0.80o3。
本發(fā)明采用日本日立公司生產(chǎn)的s-3400n(ii)型掃描電子顯微鏡拍攝晶粒圖片如圖2中(d),圖2為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的sem圖。由圖2中(d)可以看出:晶粒尺寸在30~40μm,比較致密。
本發(fā)明采用惠普的介溫關(guān)系測試儀測試其介溫關(guān)系如圖3中(d),圖3為本發(fā)明實(shí)施例1~4制備的厚膜陶瓷的介溫關(guān)系曲線圖,由圖3中(d)中可以看出,實(shí)施例4制備的厚膜陶瓷的介電常數(shù)最大值達(dá)到21137。
本發(fā)明采用美國radiantrt-66a標(biāo)準(zhǔn)鐵電測試系統(tǒng)加12mv/m的電場,厚膜陶瓷的變溫電致回線如圖4中(d)所示;由圖4中(d)可以得出:隨著溫度升高,極化強(qiáng)度變化明顯,最大的極化強(qiáng)度達(dá)到8.6μc/cm2。
本發(fā)明理論計(jì)算絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕如圖5中曲線d和圖6中曲線d,由圖5中曲線d可以得出:實(shí)施例4制備的厚膜陶瓷的絕熱溫變?chǔ)膖為0.85k;由圖6中曲線d可以得出:實(shí)施例4制備的厚膜陶瓷的熵變?chǔ)膕為0.88j·kg-1·k-1。
實(shí)施例4制備的厚膜陶瓷的厚度為49μm,可以應(yīng)用與多層陶瓷電容器的制備中。
由以上實(shí)施例可知,本發(fā)明提供了一種錫鈦酸鋇厚膜陶瓷,由以下方法制得:將sno2、tio2和baco3混合,依次進(jìn)行球磨、烘干和燒結(jié),得到燒結(jié)產(chǎn)物;將所述燒結(jié)產(chǎn)物與部分粘結(jié)劑、部分分散劑混合,滾磨,得到預(yù)混物;將所述預(yù)混物與剩余粘結(jié)劑、塑化劑、剩余分散劑、溶劑混合,滾磨,得到流延漿料,粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮丁醛;塑化劑選自鄰苯二甲酸二丁酯和/或鄰苯二甲酸二辛酯;分散劑為辛基酚聚氧乙烯醚;將所述流延漿料流延,得到膜帶;將所述膜帶燒結(jié),得到錫鈦酸鋇厚膜陶瓷。本發(fā)明提供的錫鈦酸鋇厚膜陶瓷首先通過固相法合成錫鈦酸鋇,再通過采用特定粘結(jié)劑、塑化劑和分散劑制備流延漿料,通過流延法制得,該方法制得的厚膜陶瓷其具有較高的介電常數(shù),另外還具有較高的擊穿場強(qiáng)度;在理論計(jì)算中的絕熱溫變?chǔ)膖和熵變?chǔ)膕明顯上升,說明其具有大的電卡效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:錫鈦酸鋇厚膜陶瓷的介電常數(shù)為21000~34000;錫鈦酸鋇厚膜陶瓷在12mv/m的電場下的熵變?chǔ)膕,最大值達(dá)到2.02j·kg-1·k-1;錫鈦酸鋇厚膜陶瓷在12mv/m的電場下的絕熱溫變?chǔ)膖,最大值達(dá)到1.80k。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。