CN111574198A - 高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法 - Google Patents
高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111574198A CN111574198A CN202010409044.5A CN202010409044A CN111574198A CN 111574198 A CN111574198 A CN 111574198A CN 202010409044 A CN202010409044 A CN 202010409044A CN 111574198 A CN111574198 A CN 111574198A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead zirconate
- ball milling
- powder
- preparation
- based antiferroelectric
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 title abstract description 24
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title abstract description 22
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 60
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 46
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 40
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 28
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 26
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 17
- NJSUFZNXBBXAAC-UHFFFAOYSA-N ethanol;toluene Chemical group CCO.CC1=CC=CC=C1 NJSUFZNXBBXAAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 claims description 8
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 8
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical group CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229960002380 dibutyl phthalate Drugs 0.000 claims description 4
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 claims description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 8
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 7
- 229940068918 polyethylene glycol 400 Drugs 0.000 description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 6
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N o-dicarboxybenzene Natural products OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 5
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012113 quantitative test Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1236—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on zirconium oxides or zirconates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3293—Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6025—Tape casting, e.g. with a doctor blade
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6565—Cooling rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法，本发明的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料的化学通式为(Pb0.98‑ xLa0.02Cax)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3，其中，x的取值范围为：4％≦x≦6％。本发明制备得到的锆酸铅基反铁多层陶瓷电容器具有高储能密度和储能效率的特点，有利于高功率大容量存储电容器件的开发和应用，且本发明的制备方法具有工艺简单以及能够实现制备致密流延厚膜等优点，利于本发明制备得到的电容器能够获得较大的施加电压，对实现优异的储能性能具有十分巨大的意义。
Description
技术领域
本发明涉及电子功能材料技术领域，具体涉及一种高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法。
背景技术
随着电子电路的小型化、集成化和多功能化，作为高功率密度大容量电容器的基础，高储能密度、高效率材料是当前大力发展的一种关键新能源材料。介电电容器作为微电子元器件的关键组成，对电力电子、脉冲功率等领域的发展具有重要的推动作用，已成为当前脉冲功率技术领域研究的重点。介电电容器的性能主要由介电材料决定，但是当前的商用介电材料具有相对较低的能量密度，这严重阻碍了其潜在的应用。因此，寻求高储能表现电容器为是本领域技术人员亟需解决的问题。
锆酸铅基反铁电材料由于其特有的介电性能和相变特性，是一种理想的储能电介质。在铅基反铁电体中，偶极子反向平行排列，在电场作用下可发生反转，此时反铁电相转换为铁电相，伴随着相变，介质的极化强度将突增；当去除所施加的电场，则偶极子再度反向排列，被诱导的铁电态又重新回到反铁电态，剩余极化强度为零，所存储的电荷被全部快速释放出来，这一特性使得反铁电材料在高功率密度电容器应用领域具有独特的优势，是一类有希望被用来开发高功率密度大容量电容器的关键材料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种高储能锆酸铅基反铁电反铁电材料，该材料具有高的储能密度与储能效率,有利于高功率大容量存储电容器件的开发和应用。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
本发明的一个目的是提供一种锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料，其化学通式为(Pb0.98-xLa0.02Cax)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3，其中，x的取值范围为：4％≦x≦6％。
本发明的又一个目的是提供上述的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照所述锆酸铅基反铁电多层电容器的组成化学式，称取四氧化三铅、氧化镧、碳酸钙、氧化锆和氧化锡，作为原料粉体；
(2)将所述原料粉体进行第一次球磨，烘干，在900-1000℃下保温2-4h，然后进行第二次球磨，烘干，得到锆酸铅基反铁电陶瓷粉体；
(3)将锆酸铅基反铁电陶瓷粉体与溶剂、分散剂混合，加入锆球球磨得到初级浆料；
(4)向所述初级浆料中加入粘结剂、均质剂球磨，得到最终浆料；
(5)对所述最终浆料进行脱泡处理，流延成膜，干燥后得到锆酸铅基反铁电陶瓷厚膜。
具体按照摩尔比(0.98-x)：0.02：x：0.7*0.995：0.3*0.995计算出所需各种药品质量。
优选地，步骤(2)中，所述第一次球磨时加入了锆球、酒精与所述原料粉体进行球磨，所述原料粉体：锆球：酒精的质量比为1:2:1，烘干温度为80-120℃，烘干时间为5-10h，球磨时间为12-24h；所述第二次球磨时加入了锆球、酒精与粉体进行球磨，粉体：锆球：酒精的质量比为1:2:1，烘干温度为80-120℃，烘干时间为5-10h，球磨时间为12-24h。
进一步优选地，所述锆球的直径为1-5mm。
优选地，所述溶剂为甲苯-乙醇，所述分散剂为磷酸三丁酯，所述锆酸铅基反铁电陶瓷粉体与锆球的质量比为1:2，球磨时间为6-12h；其中，所述锆酸铅基反铁电陶瓷粉体的重量份数为60份-62份，甲苯-乙醇的重量份数为20份-22份，磷酸三丁酯的重量份数为0.8份-1份。
优选地，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯，所述均质剂为聚乙二醇-邻苯二甲酸丁酯和环乙酮，球磨时间为6-12h；其中，聚乙烯醇缩丁醛酯重量份数为4.5份-5份，聚乙二醇-邻苯二甲酸丁酯重量份数为2份-2.5份，环乙酮的重量份数为1.2份-1.6份。
优选地，所述步骤(5)的具体操作为：通过真空除泡法除泡，除泡时间为30-90min，然后经过流延机流延，室温下干燥12-24h后得到厚度为20-40μm的(Pb0.98-xLa0.02Cax)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜。
本发明的又一个目的是提供一种锆酸铅基反铁电多层电容器的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料切片，通过丝网印刷机在裁剪好的膜带上印刷铂电极；
S2、然后将带有电极的膜带重叠热压，得到多层膜，并在所述多层膜的上下各设置10层-20层所述膜带，得到电容器坯体；
S3、采用冷等静压机将热压后的电容器坯体进行冷等静压；
S4、在500-600℃下保温300-500min排胶，然后在箱式炉进行烧结，冷却，得到所述锆酸铅基反铁电多层电容器。
优选地，所述重叠热压的条件为：压力为50-100MPa，温度为60-80℃，每一叠层保压10-30min；所述冷等静压的压力为100-200MPa，保压10-20min。
优选地，烧结的条件为：1020-1180℃，保温2-4h。
本发明还提供了上述方法制备得到的锆酸铅基反铁电多层电容器。
发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的反铁电多层陶瓷电容器的P-E图谱；
图2为本发明实施例1、2、3和对比例1制备得到的反铁电多层陶瓷电容器的的储能密度和储能效率图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
下面的实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
实施例1
本实施例提供了一种(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器，所述(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器制备方法包括如下步骤，
步骤S1：制备(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体；
步骤S2：制备(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜；
步骤S3：制备(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器；
根据本发明的一个示例，步骤S1具体包括：
步骤S101：按照0.92：0.02：0.06：0.7*0.995：0.3*0.995的摩尔比计算出所需各种药品质量，称量好置于尼龙球磨罐中，加入酒精和锆球，其中粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以900转/min混合24h，然后取出放在烘箱中以100℃烘干9h，其中锆球直径为1mm；
步骤S102：将烘干的粉体置于Al2O3干锅中，然后放入箱式炉中进行预烧，其预烧工艺为：从室温以3℃/min的升温速率至900℃，并在900℃下保温2h，然后随炉降至室温；
步骤S103：将预烧后的粉体用玛瑙研钵捣碎，然后置于尼龙球磨罐中，加入锆球和酒精，其中，粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以900转/min混合24h；
步骤S104：得到均匀的粉体酒精悬浊液放入砂磨机中砂磨1h，转速为2600转/min，然后取出放在烘箱中以100℃烘干9h，其中锆球直径为1mm；
步骤S105：砂磨后将其在箱中烘干，温度为100℃烘干9h，得到干燥的(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体。
根据本发明的一个示例，步骤S2具体包括：
步骤S201：将60.1重量份(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体与31重量份溶剂甲苯-乙醇，0.9重量份分散剂磷酸三丁酯加入锆球置于尼龙球磨罐中球磨12h得到到初级浆料；其中粉体质量：锆球质量＝1：2，球磨转速为200转/min，甲苯-乙醇的溶剂中，甲苯与乙醇的质量比为2：1；
步骤S202：然向初级浆料加入4.5重量份粘结剂聚乙烯醇缩丁醛酯，2.4重量份增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯，1.4重量份均质剂环乙酮，然后再一次球磨6h得到最终浆料，转速为200转/min，增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯质量比为1：1；
步骤S203：将最终浆料通过真空除泡及去除泡，除泡时间大概为45min，然后通过流延机以37cm/min的流延速率下进行流延，室温下干燥后24h得到(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜，干燥后的流延膜生带的的厚度为约20μm。
根据本发明的一个示例，步骤S3具体包括：
步骤S301：将干燥后的膜带通过裁片机裁剪成边长为15cm的正方形；
步骤S302：然后通过丝网印刷机在裁剪好的膜带印刷上铂电极；
步骤S303：将带有电极的膜带利用层压机叠在一起得到多层膜，一共叠六层，为了防止烧出的电容器弯曲，在叠好的六层膜上下分别各放10层没有印刷电极的膜带，压力80MPa，温度为70℃，每一叠层保压10min；
步骤S304：采用冷等静压机将干压后的电容器坯体进行冷等静压，先将热压后的电容器坯体用严密包裹，保证其不会进油，然后将其置于冷等静压机的油中，采用压力为200MPa，保压10min，然后将其从保鲜膜中拆出；
步骤S305：用箱式炉在500℃下保温300min进行排胶，升温速率为0.5℃/min，随炉冷却；
步骤S306：然后以3℃/min升温到1160℃，保温2h在箱式炉进行烧结，降温速率为5℃/min，降到200℃，然后随炉冷却，得到(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器。
步骤S307：烧结后的多层陶瓷电容器两端涂上银电极，在箱式炉进行烧端，工艺为：5℃/min升温到600℃，保温10min，随炉冷却。
实施例2
本实施例提供了一种(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器，所述(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器制备方法包括如下步骤，
步骤S1：制备(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体；
步骤S2：制备(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜；
步骤S3：制备(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器；
根据本发明的一个示例，步骤S1具体包括：
步骤S101：0.92：0.02：0.06：0.7*0.995：0.3*0.995计算出所需各种药品质量，称量好置于尼龙球磨罐中，加入酒精和锆球，其中粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以900转/min混合18h，然后取出放在烘箱中以100℃烘干9h，其中锆球直径为1mm；
步骤S102：将烘干的粉体置于Al2O3干锅中，然后放入箱式炉中进行预烧，其预烧工艺为：从室温以3℃/min的升温速率至910℃，并在910℃下保温2h，然后随炉降至室温；
步骤S103：将预烧后的粉体用玛瑙研钵捣碎，然后置于尼龙球磨罐中，加入锆球和酒精，其中，粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以900转/min混合18h；
步骤S104：得到均匀的粉体酒精悬浊液放入砂磨机中砂磨40min，转速为2600转/min，然后取出放在烘箱中以100℃烘干9h，其中锆球直径为1mm；
步骤S105：砂磨后将其在箱中烘干，温度为100℃烘干9h，得到干燥的(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体。
根据本发明的一个示例，步骤S2具体包括：
步骤S201：将60.1重量份(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体与31重量份溶剂甲苯-乙醇，0.9重量份分散剂磷酸三丁酯加入锆球置于尼龙球磨罐中球磨12h得到到初级浆料；其中粉体质量：锆球质量＝1：2，球磨转速为200转/min，甲苯-乙醇的溶剂中，甲苯与乙醇的质量比为2：1；
步骤S202：然向初级浆料加入4.5重量份粘结剂聚乙烯醇缩丁醛酯，2.4重量份增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯，1.4重量份均质剂环乙酮，然后再一次球磨6h得到最终浆料，转速为200转/min，增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯质量比为1：1；
步骤S203：将最终浆料通过真空除泡及去除泡，除泡时间大概为50min，然后通过流延机以37cm/min的流延速率下进行流延，室温下干燥后24h得到(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜，干燥后的流延膜生带的的厚度为约30μm。
根据本发明的一个示例，步骤S3具体包括：
步骤S301：将干燥后的膜带通过裁片机裁剪成边长为15cm的正方形；
步骤S302：然后通过丝网印刷机在裁剪好的膜带印刷上铂电极；
步骤S303：将带有电极的膜带利用层压机叠在一起得到多层膜，一共叠六层，为了防止烧出的电容器弯曲，在叠好的六层膜上下分别各放10层没有印刷电极的膜带，压力80MPa，温度为70℃，每一叠层保压10min；
步骤S304：采用冷等静压机将干压后的电容器坯体进行冷等静压，先将热压后的电容器坯体用严密包裹，保证其不会进油，然后将其置于冷等静压机的油中，采用压力为200MPa，保压10min，然后将其从保鲜膜中拆出；
步骤S305：用箱式炉在500℃下保温300min进行排胶，升温速率为1℃/min，随炉冷却；
步骤S306：然后以3℃/min升温到1140℃，保温3h在箱式炉进行烧结，降温速率为5℃/min，降到200℃，然后随炉冷却，得到(Pb0.92La0.02Ca0.06)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器。
步骤S307：烧结后的多层陶瓷电容器两端涂上银电极，在箱式炉进行烧端，工艺为：5℃/min升温到600℃，保温10min，随炉冷却。
实施例3
本实施例提供了一种(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器，所述(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O多层陶瓷电容器制备方法包括如下步骤，步骤S1：制备(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体；
步骤S2：制备(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜；
步骤S3：制备(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器；
根据本发明的一个示例，步骤S1具体包括：
步骤S101：0.94：0.02：0.04：0.7*0.995：0.3*0.995计算出所需各种药品质量，称量好置于尼龙球磨罐中，加入酒精和锆球，其中粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以900转/min混合18h，然后取出放在烘箱中以100℃烘干12h，其中锆球直径为1mm；
步骤S102：将烘干的粉体置于Al2O3干锅中，然后放入箱式炉中进行预烧，其预烧工艺为：从室温以3℃/min的升温速率至950℃，并在950℃下保温2h，然后随炉降至室温；
步骤S103：将预烧后的粉体用玛瑙研钵捣碎，然后置于尼龙球磨罐中，加入锆球和酒精，其中，粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以900转/min混合12h；
步骤S104：得到均匀的粉体酒精悬浊液放入砂磨机中砂磨40min，转速为2600转/min，然后取出放在烘箱中以100℃烘干9h，其中锆球直径为1mm；
步骤S105：砂磨后将其在箱中烘干，温度为100℃烘干9h，得到干燥的(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体。
根据本发明的一个示例，步骤S2具体包括：
步骤S201：将60.1重量份(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体与31.5重量份溶剂甲苯-乙醇，0.9重量份分散剂磷酸三丁酯加入锆球置于尼龙球磨罐中球磨12h得到到初级浆料；其中粉体质量：锆球质量＝1：2，球磨转速为200转/min，甲苯-乙醇的溶剂中，甲苯与乙醇的质量比为2：1；
步骤S202：然向初级浆料加入5重量份粘结剂聚乙烯醇缩丁醛酯，2.4重量份增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯，1.4重量份均质剂环乙酮，然后再一次球磨6h得到最终浆料，转速为200转/min，增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯质量比为1：1；
步骤S203：将最终浆料通过真空除泡及去除泡，除泡时间大概为1h，然后通过流延机以40cm/min的流延速率下进行流延，室温下干燥后24h得到(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜，干燥后的流延膜生带的的厚度为约40μm。
根据本发明的一个示例，步骤S3具体包括：
步骤S301：将干燥后的膜带通过裁片机裁剪成边长为15cm的正方形；
步骤S302：然后通过丝网印刷机在裁剪好的膜带印刷上铂电极；
步骤S303：将带有电极的膜带利用层压机叠在一起得到多层膜，一共叠六层，为了防止烧出的电容器弯曲，在叠好的六层膜上下分别各放5层没有印刷电极的膜带，压力70MPa，温度为70℃，每一叠层保压10min；
步骤S304：采用冷等静压机将干压后的电容器坯体进行冷等静压，先将热压后的电容器坯体用严密包裹，保证其不会进油，然后将其置于冷等静压机的油中，采用压力为200MPa，保压10min，然后将其从保鲜膜中拆出；
步骤S305：用箱式炉在500℃下保温300min进行排胶，升温速率为1℃/min，随炉冷却；
步骤S306：然后以3℃/min升温到1180℃，保温2h在箱式炉进行烧结，降温速率为5℃/min，降到200℃，然后随炉冷却，得到(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3多层陶瓷电容器。
步骤S307：烧结后的多层陶瓷电容器两端涂上银电极，在箱式炉进行烧端，工艺为：5℃/min升温到600℃，保温10min，随炉冷却。
对比例1
本对比例提供了一种(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3陶瓷，所述(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3陶瓷制备方法包括如下步骤，
步骤S1：制备(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体；
步骤S2：制备(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜；
步骤S3：制备(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3陶瓷；
步骤S1具体包括，
步骤S101：按照摩尔比0.94：0.02：0.04：0.7*0.995：0.3*0.995计算出所需各种药品质量，称量好置于尼龙球磨罐中，加入酒精和锆球，其中粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以800转/min混合12h，然后取出放在烘箱中以100℃烘干6h，其中锆球直径为2mm；
步骤S102：将烘干的粉体置于Al2O3干锅中，然后放入箱式炉中进行预烧，其预烧工艺为：从室温以3℃/min的升温速率至900℃，并在900℃下保温2h，然后随炉降至室温；
步骤S103：将预烧后的粉体用玛瑙研钵捣碎，然后置于尼龙球磨罐中，加入锆球和酒精，其中，粉体质量：锆球质量：酒精质量＝1：2：1，以800转/min混合12h，然后取出放在烘箱中以100℃烘干6h，其中锆球直径为2mm；
步骤S104：得到均匀的粉体酒精悬浊液，将其在箱中烘干，温度为100℃烘干6h，得到干燥的(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体。
步骤S2具体包括，
步骤S201：将60.1重量份(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3粉体与30重量份溶剂甲苯-乙醇，0.9重量份分散剂磷酸三丁酯加入锆球置于尼龙球磨罐中球磨12h得到到初级浆料；其中粉体质量：锆球质量＝1：1.5，球磨转速为200转/min，甲苯-乙醇的溶剂中，甲苯与乙醇的质量比为2：1；
步骤S202：然向初级浆料加入5重量份粘结剂聚乙烯醇缩丁醛酯，2.4重量份增塑剂聚乙二醇-400和邻苯二甲酸酯，1.6重量份均质剂环乙酮，然后再一次球磨6h得到最终浆料，转速为200转/min；
步骤S203：将最终浆料通过真空除泡及去除泡，除泡时间为1h，然后通过流延机以40cm/min的流延速率下进行流延，室温下干燥后12h得到(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜，干燥后的流延膜生带的的厚度为约80μm。
步骤S3具体包括，
步骤S301：将干燥好的流延膜带通过裁片机裁剪成边长为1.4cm的正方形；
步骤S302：取20片裁剪好的膜带叠在一起，然后在模具中热压，温度为70℃，压力为80MPa；
步骤S303：将热压后的陶瓷坯体进行冷等静压。先将热压后的陶瓷坯体用保鲜膜严密包裹，保证其不会进油，然后将其置于冷等静压机的油中，采用压力为200MPa，保压10min，然后将其从保鲜膜中拆出；
步骤S304：将等静压后陶瓷坯体的在500℃下保温300min在箱式炉进行排胶，升温速率为0.5℃/min，随炉冷却；
步骤S305：排胶后以3℃/min升温到1150℃，保温3h在箱式炉进行烧结，降温速率为5℃/min，降到200℃，然后随炉冷却，得到(Pb0.94La0.02Ca0.04)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3陶瓷。陶瓷片烧成之后用砂纸将其打磨至100微米厚度，并利用离子溅射将在该铁电陶瓷的表面上喷涂电极材料金。
对上述四种铅基反铁电材料进行分析，所得结果如图1-2以及表1所示(其中的厚度为具体测量数值)。
表1实施例1-3及对比例1铅基反铁电材料性能
参照图1，即按照实施例1、2、3和对比例1的工艺下击穿场强下的P-E图，其中，1对应对比例1得到的铅基反铁电材料，2对应实施例1得到的铅基反铁电材料，3对应实施例2得到的铅基反铁电材料，4对应实施例3得到的铅基反铁电材料。
从此图中可以看出P-E图表现为双电滞回线，展现出反铁电特性。相对于对比例1，实施例1、2和3具有较高的击穿强度，并且储能密度均大于实施例1，可以说明，多层陶瓷电容器具有更高的储能密度，有利于提高储能密度。参照图2，即按照实施例1、2、3和对比例1的工艺下储能密度和储能效率图，从此图中可以看出：相对于陶瓷，多层陶瓷电容器具有更高的储能密度。结果表明，降低多层陶瓷电容器单层厚度利于击穿强度的提高，可以获得更高的储能密度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料，其特征在于，其化学通式为(Pb0.98-xLa0.02Cax)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3，其中，x的取值范围为：4％≦x≦6％。
2.权利要求1所述的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照所述锆酸铅基反铁电多层电容器的组成化学式，称取四氧化三铅、氧化镧、碳酸钙、氧化锆和氧化锡，作为原料粉体；
(2)将所述原料粉体进行第一次球磨，烘干，在900-1000℃下保温2-4h，然后进行第二次球磨，烘干，得到锆酸铅基反铁电陶瓷粉体；
(3)将锆酸铅基反铁电陶瓷粉体与溶剂、分散剂混合，加入锆球球磨得到初级浆料；
(4)向所述初级浆料中加入粘结剂、均质剂球磨，得到最终浆料；
(5)对所述最终浆料进行脱泡处理，流延成膜，干燥后得到锆酸铅基反铁电陶瓷厚膜。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一次球磨时加入了锆球、酒精与所述原料粉体进行球磨，所述原料粉体：锆球：酒精的质量比为1:2:1，烘干温度为80-120℃，烘干时间为5-10h，球磨时间为12-24h；所述第二次球磨时加入了锆球、酒精与粉体进行球磨，粉体：锆球：酒精的质量比为1:2:1，烘干温度为80-120℃，烘干时间为5-10h，球磨时间为12-24h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锆球的直径为1-5mm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲苯-乙醇，所述分散剂为磷酸三丁酯，所述锆酸铅基反铁电陶瓷粉体与锆球的质量比为1:2，球磨时间为6-12h；其中，所述锆酸铅基反铁电陶瓷粉体的重量份数为60份-62份，甲苯-乙醇的重量份数为20份-22份，磷酸三丁酯的重量份数为0.8份-1份。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯，所述均质剂为聚乙二醇-邻苯二甲酸丁酯和环乙酮，球磨时间为6-12h；其中，聚乙烯醇缩丁醛酯重量份数为4.5份-5份，聚乙二醇-邻苯二甲酸丁酯重量份数为2份-2.5份，环乙酮的重量份数为1.2份-1.6份。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的具体操作为：通过真空除泡法除泡，除泡时间为30-90min，然后经过流延机流延，室温下干燥12-24h后得到厚度为20-40μm的(Pb0.98-xLa0.02Cax)(Zr0.7Sn0.3)0.995O3厚膜。
8.一种锆酸铅基反铁电多层电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将权利要求1所述的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料切片，通过丝网印刷机在裁剪好的膜带上印刷铂电极；
S2、然后将带有电极的膜带重叠热压，得到多层膜，并在所述多层膜的上下各设置10层-20层所述膜带，得到电容器坯体；
S3、采用冷等静压机将热压后的电容器坯体进行冷等静压；
S4、在500-600℃下保温300-500min排胶，然后在箱式炉进行烧结，冷却，得到所述锆酸铅基反铁电多层电容器。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述重叠热压的条件为：压力为50-100MPa，温度为60-80℃，每一叠层保压10-30min；所述冷等静压的压力为100-200MPa，保压10-20min；烧结的条件为：1020-1180℃，保温2-4h。
10.权利要求8或9制备得到的锆酸铅基反铁电多层电容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010409044.5A CN111574198A (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010409044.5A CN111574198A (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111574198A true CN111574198A (zh) | 2020-08-25 |
Family
ID=72110244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010409044.5A Pending CN111574198A (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111574198A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115611627A (zh) * | 2022-09-01 | 2023-01-17 | 同济大学 | 一种锆锡酸铅基反铁电陶瓷材料及其制备方法与应用 |
| CN116462504A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-07-21 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高储能密度plzt四方相反铁电陶瓷及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1528767A1 (ru) * | 1987-12-25 | 1989-12-15 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Антисегнетоэлектрический керамический материал |
| CN106915965A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-04 | 内蒙古科技大学 | 锆酸铅基反铁电多层电容器及其制备方法 |
| CN108314443A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-07-24 | 佛山科学技术学院 | 一种高储能密度反铁电厚膜及其制备方法 |
| CN109369154A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-02-22 | 华中科技大学 | 一种储能效率提高的反铁电储能陶瓷及其制备方法与应用 |
| CN110342925A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-18 | 同济大学 | 一种反铁电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN110606732A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-24 | 西北工业大学 | 一种常温下无炉快速烧结制备氧化物陶瓷的方法 |
-
2020
- 2020-05-14 CN CN202010409044.5A patent/CN111574198A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1528767A1 (ru) * | 1987-12-25 | 1989-12-15 | Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета | Антисегнетоэлектрический керамический материал |
| CN106915965A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-04 | 内蒙古科技大学 | 锆酸铅基反铁电多层电容器及其制备方法 |
| CN108314443A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-07-24 | 佛山科学技术学院 | 一种高储能密度反铁电厚膜及其制备方法 |
| CN109369154A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-02-22 | 华中科技大学 | 一种储能效率提高的反铁电储能陶瓷及其制备方法与应用 |
| CN110342925A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-18 | 同济大学 | 一种反铁电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN110606732A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-12-24 | 西北工业大学 | 一种常温下无炉快速烧结制备氧化物陶瓷的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| XIAOHUI LIU ET AL: ""High energy-storage performance of PLZS antiferroelectric multilayer ceramic capacitors"", 《INORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS》 * |
| XIAOHUI LIU ET AL: ""Ultra-high energy-storage density and fast discharge speed of (Pb0.98-xLa0.02Srx)(Zr0.9Sn0.1)0.995O3 antiferroelectric ceramics prepared via the tape-casting method"", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》 * |
| YI ZHUO LI ET AL: ""High energy storage performance in Ca-doped PbZrO3 antiferroelectric films"", 《JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115611627A (zh) * | 2022-09-01 | 2023-01-17 | 同济大学 | 一种锆锡酸铅基反铁电陶瓷材料及其制备方法与应用 |
| CN116462504A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-07-21 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高储能密度plzt四方相反铁电陶瓷及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190259536A1 (en) | Multilayer ceramic electronic device with dielectric layers and internal electrode layers | |
| US7781358B2 (en) | Antiferroelectric multilayer ceramic capacitor | |
| US10636572B2 (en) | Multilayer ceramic electronic device | |
| CN108929112B (zh) | 一种掺锡的锆钛酸铅镧厚膜陶瓷及其制备和应用 | |
| CN108751982B (zh) | 一种无铅高储能密度陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN106915960B (zh) | 一种无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料及其制备方法 | |
| US4574329A (en) | Multilayer ceramic capacitor | |
| CN111574198A (zh) | 高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法 | |
| CN111205087B (zh) | 一种铋基三明治结构的高储能密度陶瓷及其制备方法 | |
| US9064638B2 (en) | Dielectric ceramic, stack ceramic electronic component, and method of manufacturing these | |
| JP2018041814A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 | |
| CN112390645A (zh) | 一种在高电场下具有高储能密度和高功率密度的钛酸钡基弛豫铁电陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN111470863A (zh) | 一种掺锶锆钛锡酸镧铅弛豫性反铁电厚膜陶瓷及其制备方法和应用 | |
| CN111039671B (zh) | 一种用于制备陶瓷材料的复合物及其制备方法和陶瓷电容器 | |
| CN107473732B (zh) | 一种钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN109734440B (zh) | 具有异质层状结构的SrTiO3基储能介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN111718194A (zh) | 一种反铁电材料及其制备方法和含有其的电容器 | |
| US5006956A (en) | Dielectric ceramic composition | |
| CN106986629B (zh) | 一种钛酸铋基铋层状结构铁电陶瓷靶材的制备方法 | |
| JP2017147397A (ja) | キャパシタ | |
| JPS6257043B2 (zh) | ||
| JP2784982B2 (ja) | 積層型セラミックチップコンデンサ | |
| US5093757A (en) | Dielectric ceramic composition | |
| CN115159984B (zh) | 一种钐钽共掺的铌酸银基多层介电储能材料及其制备方法 | |
| CN115108826B (zh) | 一种低电场驱动高储能密度和超快放电速率的弛豫铁电陶瓷材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200825 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |