CN101550511A - 超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法 - Google Patents
超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101550511A CN101550511A CNA2009101140910A CN200910114091A CN101550511A CN 101550511 A CN101550511 A CN 101550511A CN A2009101140910 A CNA2009101140910 A CN A2009101140910A CN 200910114091 A CN200910114091 A CN 200910114091A CN 101550511 A CN101550511 A CN 101550511A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- sodium niobate
- silver
- preparation
- ultra
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法。复合材料通式为(1-x)[(Na0.5K0.5)NbO3]-xAg,其中:0.01<x<0.4,x为质量分数。将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌,按化学计量比为Na0.5K0.5NbO3配料,经过高能球磨、预烧、加入质量分数1-40%的硝酸银二次球磨、成型、高温烧结等工序,最终制备具有超高介电常数的陶瓷-金属复合材料。本发明还公开了通过调节银颗粒的含量可以制备具有不同介电性能的陶瓷-金属复合材料。本发明方法大大的提高了铌酸钠钾体系的介电常数,可满足大容量电容器的商业使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法,属于介电陶瓷领域。
背景技术
巨介电常数在高容量电容器市场上有着广泛的应用需求。目前主要以钛酸钡基陶瓷作为高容量电容器的基本原料,限于本身的介电性能,制备工艺上主要采用多层共烧技术来缩小电容器的尺寸并提高其容量[LIYING CHEN,SHUNHUA WU,SHUANG WANG,GUOQING WANG,Microstructure anddielectric properties of BaTiO3-based X7R ceramics,Journal of materials science.(Materials in electronics),2008,(19),pp.327-331]。由于多层共烧技术的复杂性以及电子元器件微型化的发展趋势,目前寻找和开发巨介电常数依然是一个很重要的发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有超高介电常数的铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法。
本发明的铌酸钠钾-银颗粒复合材料通式为(1-x)[(Na0.5K0.5)NbO3]-xAg,其中:0.01<x<0.4,x为质量分数。与纯的铌酸钠钾相比,介电常数提高了3-4个数量级。
铌酸钠钾-银颗粒复合材料制备方法为:
(1)将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌,按化学计量比为Na0.5K0.5NbO3配料,直接放入高能球磨机中,使用碳化钨罐和碳化钨球,以300-500转/分钟球磨2-6小时,取出粉体于600-800度煅烧1-4小时,得到铌酸钠钾纳米粉体;
(2)按质量分数为1-40%,将硝酸银粉体加入到步骤(1)所得的粉体,一起放入普通球磨机,加入球磨粉体质量分数50-150%的无水乙醇,使用尼龙罐和氧化锆球,以200-400转/分钟球磨1-8小时;取出浆料并烘干、研碎,过120目的筛子;
(3)将步骤(2)制得的粉体放入直径5-15mm的金属模具中用压力机压制成型,压力为50-150Mpa;将压好的素坯埋入装有步骤(2)粉体的氧化铝坩埚中,置入烧结炉,在900-1200℃温度范围内烧结1-5小时;
(4)使用X射线衍射仪、扫描电镜检测步骤(3)所得陶瓷的物相、晶体结构和晶粒尺寸;
(5)制备银电极以后使用阻抗分析仪测量步骤(3)所得陶瓷的介电常数。
本发明的有益效果是:基于渗流效应,随着铌酸钠钾陶瓷中金属银含量的增加,材料经历了绝缘体-导体突变。同时,在渗流阈值附近,材料的介电常数有了极大的提高。当金属银颗粒体积含量为0.30时,即在绝缘体向导体转变的渗流阈值附近,陶瓷-金属复合材料的介电常数达到了170000,为同条件下制备的纯铌酸钠钾陶瓷体介电常数的1000多倍。本发明利用渗流效应,制备了铌酸钠钾-银颗粒的复合材料,该材料具有超高的介电常数,要比纯的铌酸钠钾高出3-4个数量级,为高容量电容器以及电容器的小型化提供了技术支持。
附图说明
图1为本发明金属银含量对铌酸钠钾-银复合材料介电常数的影响图。
图2为本发明铌酸钠钾-银复合材料的SEM照片。
图3为本发明铌酸钠钾-银复合材料的介电温谱。
具体实施方式
实施例1:
将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌,按化学计量比为Na0.5K0.5NbO3配料,直接放入高能球磨机中,使用碳化钨罐和碳化钨球,以300转/分钟球磨2小时;取出粉体于700度煅烧2小时,得到铌酸钠钾纳米粉体;将1.75g硝酸银粉体(分解以后得到1.1g银)与8.9g铌酸钠钾纳米粉体一起放入普通球磨机,加入球磨粉体质量分数80%的无水乙醇,使用尼龙罐和氧化锆球,以200转/分钟球磨2小时;取出浆料并烘干、研碎,过120目的筛子;将所得的混合原料放入直径10mm的金属模具中用压力机压制成型,压力为150MPa;将压好的素坯埋入装有混合粉料的氧化铝坩埚中,置入烧结炉,在900℃温度范围内烧结2个小时;使用X射线衍射仪、扫描电镜检测陶瓷的物相、晶体结构和晶粒尺寸;制备银电极以后使用阻抗分析仪测量陶瓷的介电常数。图1给出含银10%的复合材料的介电常数,同时也给出了其他银含量的介电常数值。
实施例2:
将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌,按化学计量比为Na0.5K0.5NbO3配料,直接放入高能球磨机中,使用碳化钨罐和碳化钨球,以350转/分钟球磨3小时;取出粉体于800度煅烧1小时,得到铌酸钠钾纳米粉体;将0.82g硝酸银粉体(分解以后得到0.52g银)与9.48g铌酸钠钾纳米粉体一起放入普通球磨机,加入球磨粉体质量分数70%的无水乙醇,使用尼龙罐和氧化锆球,以250转/分钟球磨1小时;取出浆料并烘干、研碎,过120目的筛子;将所得的混合原料放入直径10mm的金属模具中用压力机压制成型,压力为150MPa;将压好的素坯埋入装有混合粉料的氧化铝坩埚中,置入烧结炉,在950℃温度范围内烧结2个小时;使用X射线衍射仪、扫描电镜检测陶瓷的物相、晶体结构和晶粒尺寸;制备银电极以后使用阻抗分析仪测量陶瓷的介电常数,图2为铌酸钠钾-银复合材料的SEM照片。
实施例3:
将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌,按化学计量比为Na0.5K0.5NbO3配料,直接放入高能球磨机中,使用碳化钨罐和碳化钨球,以400转/分钟球磨4小时;取出粉体于800度煅烧1小时,得到铌酸钠钾纳米粉体;将3.93g硝酸银粉体(分解以后得到2.5g银)与7.5g铌酸钠钾纳米粉体一起放入普通球磨机,加入球磨粉体质量分数90%的无水乙醇,使用尼龙罐和氧化锆球,以250转/分钟球磨1小时;取出浆料并烘干、研碎,过120目的筛子;将所得的混合原料放入直径10mm的金属模具中用压力机压制成型,压力为150MPa;将压好的素坯埋入装有混合粉料的氧化铝坩埚中,置入烧结炉,在950℃温度范围内烧结1个小时;使用X射线衍射仪、扫描电镜检测陶瓷的物相、晶体结构和晶粒尺寸;制备银电极以后使用阻抗分析仪测量陶瓷的介电常数,图3为铌酸钠钾-银复合材料的介电温谱。
Claims (2)
1.一种超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料,其特征在于通式为(1-x)[(Na0.5K0.5)NbO3]-xAg,其中:0.01<x<0.4,x为质量分数。
2.如权利要求所述复合材料的制备方法,其特征在于制备方法为:
(1)将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌,按化学计量比为Na0.5K0.5NbO3配料,直接放入高能球磨机中,使用碳化钨罐和碳化钨球,以300-500转/分钟球磨2-6小时,取出粉体于600-800度煅烧1-4小时,得到铌酸钠钾纳米粉体;
(2)按质量分数为1-40%,将硝酸银粉体加入到步骤(1)所得的粉体,一起放入普通球磨机,加入球磨粉体质量分数50-150%的无水乙醇,使用尼龙罐和氧化锆球,以200-400转/分钟球磨1-8小时;取出浆料并烘干、研碎,过120目的筛子;
(3)将步骤(2)制得的粉体放入直径5-15mm的金属模具中用压力机压制成型,压力为50-150Mpa;将压好的素坯埋入装有步骤(2)粉体的氧化铝坩埚中,置入烧结炉,在900-1200℃温度范围内烧结1-5小时;
(4)使用X射线衍射仪、扫描电镜检测步骤(3)所得陶瓷的物相、晶体结构和晶粒尺寸;
(5)制备银电极以后使用阻抗分析仪测量步骤(3)所得陶瓷的介电常数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009101140910A CN101550511B (zh) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | 超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009101140910A CN101550511B (zh) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | 超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101550511A true CN101550511A (zh) | 2009-10-07 |
CN101550511B CN101550511B (zh) | 2010-06-23 |
Family
ID=41154997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009101140910A Expired - Fee Related CN101550511B (zh) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | 超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101550511B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102030531A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-04-27 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种制备铌酸钠钾纳米粉体的方法 |
CN102311266A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-01-11 | 同济大学 | 一种铌酸钾钠无铅压电陶瓷材料的制备方法 |
-
2009
- 2009-05-21 CN CN2009101140910A patent/CN101550511B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102030531A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-04-27 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种制备铌酸钠钾纳米粉体的方法 |
CN102030531B (zh) * | 2010-12-31 | 2013-04-03 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种制备铌酸钠钾纳米粉体的方法 |
CN102311266A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-01-11 | 同济大学 | 一种铌酸钾钠无铅压电陶瓷材料的制备方法 |
CN102311266B (zh) * | 2011-08-09 | 2013-07-17 | 同济大学 | 一种铌酸钾钠无铅压电陶瓷材料的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101550511B (zh) | 2010-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101592752B1 (ko) | 가넷 분말, 이의 제조방법, 핫프레스를 이용한 고체전해질 시트 및 이의 제조방법 | |
Wu et al. | Effect of Bi2O3 additive on the microstructure and dielectric properties of BaTiO3-based ceramics sintered at lower temperature | |
CN105198416B (zh) | 一种低温烧结的高储能密度反铁电陶瓷材料及其制备方法 | |
CN102249596B (zh) | 高介电常数铌酸盐系无铅压电陶瓷-聚合物三相复合材料 | |
CN109935901A (zh) | 一种Nb、Ta共掺石榴石型LLZO固体电解质及其制备方法 | |
Zhou et al. | A new low-loss microwave dielectric ceramic for low temperature cofired ceramic applications | |
Luo et al. | Two novel low-firing germanates Li2MGe3O8 (M= Ni, Co) microwave dielectric ceramics with spinel structure | |
CN103214238B (zh) | 一种钛酸锶钡基介电温度稳定型陶瓷电容器材料的制备方法 | |
CN103408301B (zh) | 一种超高压陶瓷电容器介质及其制备方法 | |
CN108147813B (zh) | 一种高压电系数钛酸铋钠基无铅压电陶瓷及其制备方法 | |
CN111484325A (zh) | 一种钛酸锶钡基陶瓷材料及其制备方法和应用 | |
CN101386534A (zh) | 一种高性能中低温烧结高压陶瓷电容器介质 | |
EP3059748B1 (en) | All-solid-state capacitor | |
CN110981468A (zh) | 一种钛酸铋钠基压电陶瓷的制备方法 | |
CN101550511B (zh) | 超高介电常数铌酸钠钾-银颗粒复合材料及制备方法 | |
CN102568821B (zh) | 一种高介电高压陶瓷电容器介质 | |
Zhou et al. | Low temperature cofiring and compatibility with silver electrode of ZnO–SnO2–TiO2–Nb2O5 ceramics with BaCu (B2O5) addition | |
CN112851347A (zh) | 一种低温烧结低损耗氟氧化物微波介质陶瓷及其制备方法 | |
Gao et al. | (K, Na) NbO3 based piezoceramics prepared by a two-step calcining and ball milling route | |
CN101823876B (zh) | 用于温度稳定型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法 | |
CN103864415B (zh) | 一种锡酸锌掺杂的钛酸钡高介电陶瓷及其制备方法 | |
CN113788676A (zh) | 一种低温共烧改性NiTa2O6基微波介质陶瓷材料及其制备方法 | |
CN102249678A (zh) | 无铅无铋压电陶瓷 | |
JP2984208B2 (ja) | セラミックス焼結体用成形体及びその製造方法ならびにその成形体を使用したセラミックス焼結体及びその製法 | |
CN115340375B (zh) | 一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100623 Termination date: 20110521 |