CN101423386A - Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料及其制备方法 - Google Patents
Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料及其制备方法。所述的Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料由Ba1－xSrxTi1－yNiyO3、MnO2和MgO按摩尔比组成。其制备方法包括，将BaCO3、TiO2、NiO和SrCO3按摩尔比配料球磨混合，混合料浆烘干、合成，在预合成料中按摩尔比配入MnO2和MgO，球磨混合，加入聚乙烯醇水溶液，造粒过筛、压力成型和烧结，制得Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料。本发明的优点是：通过调节基础配方中Ba和Sr的比例，将系统的居里点调至室温以下，系统在室温及其以上温度都将处于顺电态，大大降低系统的介质损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料及其制备方法，属于陶瓷介质及电容器的制备技术。
背景技术
长期以来，国内外对中高压陶瓷电容器的研究十分活跃。这些研究主要集中在两个方向上：
材料的配方：通过改变材料配方，掺杂某些其它离子达到材料改性的目的。黄新友等报道了La2O3、CeO2、Y2O3等稀土氧化物对(Ba，Sr)TiO3铁电电容器的某些性能的影响，但是由于是综述性质的，不具有实际的指导意义(黄新友等.稀土氧化物在(Ba，Sr)TiO3基陶瓷材料中的应用，现代技术周刊，2001年第1期.)。靳正国等研究了Dy2O3、La2O3等稀土氧化物对BaTiO3铁电介质瓷介电性能的影响，由于其体系的居里点在室温以上，得到的材料介电损耗达到了1.5％(靳正国等.Dy2O3和La2O3掺杂对BaTiO3铁电陶瓷介电特性的影晌，硅酸盐学报，2001，29(5).)。国外的Tao Hu，Tim J.Price等人研究了B2O3-LiCO3对Mn掺杂(Ba，Sr)TiO3陶瓷性能的影响，由于研究体系的居里温度均在室温以上，因而该体系显示了较高的介电损耗，一般均在1％以上，离目标要求还比较远(TaoHu，Tim J.Price，et al，the effect of Mn on microstructure and properties of BaSrTiO3 withB2O3-LiCO3，Journal of the European Ceramic Society，25(2005)2531～2535.)。
材料的工艺：通过对材料各个工艺过程，包括对原料制备工艺过程的控制，获得理想的材料。王疆瑛等用溶胶—凝胶法先制得(Ba，Sr)TiO3粉体，再在较低温度下制得了(Ba，Sr)TiO3铁电陶瓷，结果表明，获得的材料介电常数偏低(王疆瑛等.钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3)陶瓷制备及其介电性能的研究，功能材料，2004，2(35)212～213.)。O.P.Thakur，ChandraPrakash等人研究了微波烧结对Ba0.95S0.05TiO3铁电陶瓷性能的影响，但获得的材料的介电损耗最小值也达到了2.17％(O.P.Thakur，Chandra Prakash，et al，dielectric behavior ofBa0.95S0.05TiO3 ceramics sintered by microwave，Materials Science and Engineering，B96(2002)221～225.)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料及其制备方法，该Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料具有高介电常数、低损耗、耐高压的性能，其制备方法过程简单。
本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及摩尔比百分含量组成：
Ba1-xSrxTi1-yNiyO3：98.5％，其中，x＝0.29～0.58，y＝0～0.06；
MnO2：0.4～0.7％；
MgO：1.1～1.4％。
上述Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料制备方法，其特征在于包括以下过程：
将BaCO3、TiO2、NiO和SrCO3按Ba1-xSrxTi1-yNiyO3摩尔比配料，然后将该配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水＝1:1:2混合磨球12h-36h，将球磨后的料浆烘干、在温度1030℃-1100℃合成1.5-3h，在预合成料中按摩尔比配入MnO2和MgO，将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水＝1:1:1.5混合磨球12h-36h，烘干，然后加入7％-10％的质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，过筛造粒、在100-600MPa压力成型、经温度1260℃-1340℃保温1h-6h进行烧结，之后随炉冷却到室温，烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属电极，制得Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料。
本发明的突出优点是：通过调节基础配方中Ba和Sr的比例，将系统的居里点调至室温以下，系统在室温及其以上温度都将处于顺电态，可以大大降低系统的介质损耗。通过掺杂NiO，介电损耗和介电温谱得到了改善。
具体实施方式
实施例：
选取94.17mol％ Ba0.62Sr38TiO3+1.24mol％MgO+0.57mol MnO2+4.02mol％NiO配料。然后将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水＝1:1:2混合磨球24h，将球磨后的料浆烘干、在1080℃合成2h，在预合成料中按摩尔比配入MnO2和MgO，将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水＝1:1:1.5混合磨球24h，烘干，然后加入8％的浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，过筛造粒、在300MPa压力成型、经温度1320℃保温2h进行烧结，之后随炉冷却到室温，烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属电极，制得Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷电介质材料。
Claims (2)
1.一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及摩尔比百分含量组成：
Ba1-xSrxTi1-yNiyO3：98.5％，其中，x＝0.29～0.58，y＝0～0.06；
MnO2：0.4～0.7％；
MgO：1.1～1.4％。
2.一种权利要求1所述的Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料制备方法，其特征在于包括以下过程：将BaCO3、TiO2、NiO和SrCO3按Ba1-xSrxTi1-yNiyO3摩尔比配料，然后将该配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水＝1:1:2混合磨球12h-36h，将球磨后的料浆烘干、在温度1030℃-1100℃合成1.5-3h，在预合成料中按摩尔比配入MnO2和MgO，将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水＝1:1:1.5混合磨球12h-36h，烘干，然后加入7％-10％的质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，过筛造粒、在100-600MPa压力成型、经温度1260℃-1340℃保温1h-6h进行烧结，之后随炉冷却到室温，烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属电极，制得Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料。
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| CN101580386B (zh) * | 2009-06-23 | 2012-05-30 | 中南大学 | 热敏陶瓷电阻材料及电阻元件及该电阻元件的制备方法 |
| CN106745205A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 吕梁学院 | 一种棒状Mg2+掺杂SrTiO3的合成方法 |
| CN108821765A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-16 | 天津瑞肯新型材料科技有限公司 | 镍/锰/石墨/钛酸锶钡基复合正温度系数热敏电阻材料及制备方法 |
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