CN104817323B - 温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30及其制备方法 - Google Patents

温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30及其制备方法。将SrCO3，Gd2O3，TiO2和Nb2O5预先球磨，细化原料，根据化学计量比Sr4GdTiNb9O30进行配料，经过预烧、二次球磨工序，利用固相反应法制备陶瓷电介质材料Sr4GdTiNb9O30。本发明方法可获得优良的温度稳定性介质陶瓷材料；本发明方法简单，节能减排，成本适中，适合批量生产。

Description

温度稳定型陶瓷电容器介质材料 Sr4GdTiNb9O30 及其制备方法
技术领域
本发明涉及温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30及其制备方法，属于电子元器件的陶瓷材料技术领域。
背景技术
陶瓷电容器是电子信息技术的重要基础器件，随着电子器件的飞速发展，要求陶瓷电容器能够在更宽的温度范围内保持稳定的介电性能。在军工、航天航空以及勘探等领域里，对于能承受高温的电子元器件有很大需求。目前大多数陶瓷电容器材料容量温度特性具有一定的局限性。因此，研发具有较宽温度稳定性的介质陶瓷材料，具有重要的实际应用价值。另外，大多数陶瓷电容器基于钙钛矿结构，本发明采用钨青铜结构，有助于扩展电容器陶瓷的材料类型。
发明内容
本发明的目的是提供一种温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30及其制备方法。
本发明涉及的温度稳定型陶瓷电容器介质材料的化学组成式为：Sr4GdTiNb9O30。
上述温度稳定型陶瓷电容器介质材料的方法具体步骤为：
1）将纯度大于99.9%的SrCO3，Gd2O3，TiO2和Nb2O5为起始原料，按照SrCO3：Gd2O3：TiO2：Nb2O5 =4: 0.5：1: 4.5的摩尔比进行配料，加入无水乙醇中，混合球磨48小时，烘干制得混合均匀的粉料；
2）将步骤1）的烘干样品在1000～1250℃预烧4个小时，制得预烧后的粉体；
3）将步骤2）预烧后的粉体，在无水乙醇中球磨48小时混合均匀，烘干；加入5~10wt%聚乙烯醇水溶液进行造粒，过60目筛后压制成型，然后置于高温炉空气气氛中，在1100～1400℃烧结4～10小时后自然冷却至室温，得到所述温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30。
所述的聚乙烯醇水溶液的优选浓度为8wt%。
本发明提供所述温度稳定型陶瓷电容器介质材料，温度稳定性好。本发明采用传统的固相法制备陶瓷介质材料，在中温下烧结即可获得性能优良的温度稳定型陶瓷材料，且工艺简单，成本低廉，对环境友好。在我国，介质陶瓷材料正处在不断发展之中，尤其是像很多此类温度较为稳定的特种介质陶瓷，研究尚未完善，仍未实现规模化产业化。本发明所提供的陶瓷电容器介质材料及其制备方法，具有良好的产业化前景。
附图说明
1.图1为本发明实施例制得的Sr4GdTiNb9O30陶瓷电容器介质材料的X射线图谱；
2.图2为本发明实施例制得的Sr4GdTiNb9O30陶瓷电容器介质材料的表面显微形貌照片；
3.图3为本发明实施例制得的Sr4GdTiNb9O30陶瓷电容器介质材料的介电常数随温度变化规律；
4.图4为本发明实施例制得的Sr4GdTiNb9O30陶瓷电容器介质材料的温度与电容变化率关系。
具体实施方式
1.将纯度大于99.9%的SrCO3，Gd2O3，TiO2和Nb2O5原料按化学计量比为Sr4GdTiNb9O30配料放入球磨罐中, 选择氧化锆球和尼龙罐；所加粉体质量为磨球质量的8%；球磨时间为48个小时，转速为350转/分钟，球磨介质为无水乙醇；所得产物置于100℃的烘箱中烘干5小时，先以5℃/分的升温速率升至1200℃预烧4小时；取出预烧后的粉体研碎，再以无水乙醇为球磨介质球磨48小时混合均匀，烘干后研磨成粉状，用质量百分浓度为5％的聚乙醇水溶液作为有机粘结剂造粒，均匀混合后，过60目筛子后在100MPa 压强下压成直径为12mm，厚度为1mm 的圆片状生坯；将圆片生坯以1.5℃/分的升温速率升至550℃，保温4小时排出胶体再以5℃/分的升温速率升至1300℃，保温10小时，随炉自然冷却至室温，得到陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30。
将本实施例制得的陶瓷电容器介质材料样品两侧均烧上银电极，制成圆片电容器，然后测试并计算该介质材料的相对介电常数随温度的变化。如附图3所示样品的相对介电常数随温度的变化规律，附图4直观的展示了Sr4GdTiNb9O30陶瓷材料在很宽的温度区间内具有平稳的温度特性，进一步证明其可作为一种温度稳定型陶瓷电容器介质材料。

Claims (2)

1.一种温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30，其特征在于所述陶瓷电容器介质材料的化学组成式为Sr4GdTiNb9O30；
所述的陶瓷电容器介质材料的制备方法具体步骤为：
（1）将纯度大于99.9%的SrCO3，Gd2O3，TiO2和Nb2O5为起始原料，按照SrCO3：Gd2O3：TiO2：Nb2O5 =4: 0.5：1: 4.5的摩尔比进行配料，加入无水乙醇中，混合球磨48小时，烘干制得混合均匀的粉体；
（2）将步骤1）制得的粉体在1000～1250℃预烧4个小时，制得预烧后的粉体；
（3）将步骤2）预烧后的粉体，在无水乙醇中球磨48小时混合均匀，烘干；加入5~10wt%聚乙烯醇水溶液进行造粒，过60目筛后压制成型，然后置于高温炉空气气氛中，在1100～1400℃烧结4～10小时后自然冷却至室温，即得到所述温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30。
2.根据权利要求1所述的一种温度稳定型陶瓷电容器介质材料Sr4GdTiNb9O30，其特征在于所述的陶瓷电容器介质材料的制备步骤中，聚乙烯醇水溶液的浓度为8wt%。
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