CN112299839A - 一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料及其制备方法 - Google Patents

一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料及其制备方法，高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料的化学组成按摩尔比表示为：a％MgxZn1‑xTiO3+b％SrTiO3+c％Al2O3+d％TiO2+e％R2O3；其中，60≤x≤80，90≤a≤100，5≤b≤10，0.5≤c≤1，5≤d≤10，0.1≤e≤1；R2O3是Gd2O3和La2O3按照摩尔比例10：6.25组成，瓷介材料以MgxZn1‑xTiO3为主晶相，配合SrTiO3、Al2O3、TiO2、R2O3以降低制得的瓷介材料的介电损耗，具备稳定的电容温度特性。

Description

一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于陶瓷电容器制备领域，具体涉及一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着无线通讯、报警系统、雷达系统等现代技术应用的迅速发展，对滤波、旁通以及耦合用电容器的需求正在日益增长。许多无线通讯系统(包括卫星、GPS以及蜂窝电话应用)需要可以适应高频工作的电容器技术。该电容器材料需要具备高可靠性、低介电损耗等优点，可实现高速数据传输，具有广阔的应用和发展前景。
而如何得到具有良好电容温度特性、低介电损耗的多层陶瓷电容器用介电陶瓷材料，是目前国内研究的方向。如何获得更均匀、细化的主晶相(钛酸镁锌)，从而提高介电陶瓷材料的电学性能，也是所要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，另一目的是提供一种制备上述瓷介材料的方法。
本发明采用如下技术方案：
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：a％MgxZn1-xTiO3+b％SrTiO3+c％Al2O3+d％TiO2+e％R2O3；
其中，60≤x≤80，90≤a≤100，5≤b≤10，0.5≤c≤1，5≤d≤10，0.1≤e≤1；
R2O3是Gd2O3和La2O3按照摩尔比例10：6.25组成；
MgxZn1-xTiO3的制备方法如下：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧2-4h，制得钛酸镁锌MgxZn1-xTiO3。
进一步的，所述乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7-8：2-3：10进行添加，所述钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加。
进一步的，所述丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合。
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照SrTiO3中Sr：Ti＝1：1的摩尔比混合SrCO3及TiO2，球磨后烘干，预烧，得到SrTiO3；
步骤二，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨，烘干，造粒、压制成型；然后在1250-1350℃下烧结2.5-3.5h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
进一步的，所述步骤一具体为：按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3。
进一步的，所述步骤二中，压制成型的压力为8-12MPa。
进一步的，所述步骤二中，各原料混合后，球磨时间4h，烘干温度为140-160℃。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的瓷介材料以MgxZn1-xTiO3为主晶相，配合SrTiO3、Al2O3、TiO2、R2O3以降低制得的瓷介材料的介电损耗，具备稳定的电容温度特性，并限定MgxZn1-xTiO3的制备方法，使主晶相的晶粒尺寸更加细小且晶粒分布更加均匀，细化的晶粒会产生更多的晶界，将有利于掺杂元素的扩散，以提高瓷介材料的性能；添加Al2O3与MgxZn1-xTiO3配合，使瓷介材料烧结过程中晶界中会出现大量液相，液相具有更好的流动性，液相的出现促进了烧结中晶粒的形成和生长，并且抑制了MgTi2O5杂相的生成，能够提高致密度，从而使介电损耗降低；R2O3由Gd2O3、La2O3按一定的比例共同掺杂，可降低空位以及自由电子的产生，能够稳定瓷介材料的电容温度特性，降低介电损耗；SrTiO3具有负电容温度特性与其他各组分配合，可调节整个体系的电容温度系数，使瓷介材料具备稳定的电容温度特性。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：a％MgxZn1-xTiO3+b％SrTiO3+c％Al2O3+d％TiO2+e％R2O3；R2O3是Gd2O3和La2O3按照摩尔比例10：6.25组成；其中，60≤x≤80，90≤a≤100，5≤b≤10，0.5≤c≤1，5≤d≤10，0.1≤e≤1。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备MgxZn1-xTiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧2-4h，制得钛酸镁锌MgxZn1-xTiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7-8：2-3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在140-160℃烘干，经80目筛网过筛，在8-12MPa的压力下干压成型；然后在1250-1350℃下烧结2.5-3.5h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
实施例1
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
实施例2
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.8Zn0.2TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.8Zn0.2TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.8Zn0.2TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比8：2：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例1
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例2
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例3
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例4
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％Sm2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、Sm2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例5
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Dy2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Dy2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例6
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.7％Dy2O3+0.6％Sm2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Dy2O3、Sm2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例7
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.2％Gd2O3+0.8％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例8
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.5％Gd2O3+0.2％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例9
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
按照Mg：Zn：Ti的摩尔比7：3：10，分别将碱式碳酸镁，氧化锌，氧化钛混合，球磨4h后在150℃下烘干，1200℃下预烧3h，得到Mg0.7Zn0.3TiO3；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例10
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Al2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
(1)固相法制备钛酸镁MgTiO3：按照摩尔比Mg：Ti＝1：1，分别将碱式碳酸镁，氧化钛混合，球磨4h后在150℃下烘干，1200℃下预烧4h，得到MgTiO3；
(2)固相法制备钛酸镁ZnTiO3：按照摩尔比Zn：Ti＝1：1，分别将氧化锌、氧化钛混合，球磨4h后在150℃下烘干，900℃下预烧3h，得到ZnTiO3；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例11
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
对比例12
一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其化学组成按摩尔比表示为：100％Mg0.7Zn0.3TiO3+7％SrTiO3+0.5％Zr2O3+1.7％TiO2+0.8％Gd2O3+0.5％La2O3。
其制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备Mg0.7Zn0.3TiO3：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧3h，制得钛酸镁锌Mg0.7Zn0.3TiO3，其中，乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7：3：10进行添加，钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加：丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合；
步骤二，按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3；
步骤三，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Zr2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨4h，在150℃烘干，经80目筛网过筛，在10MPa的压力下干压成型；然后在1300℃下烧结3h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
将实施例1-2及对比例1-12所制备的样品经测试获得如下数据，其结构如下表：
Figure BDA0002764529830000141
Figure BDA0002764529830000151
通过上述表格可知，本发明通过限定MgxZn1-xTiO3为主晶相，配合SrTiO3、Al2O3、TiO2、R2O3以降低制得的瓷介材料的介电损耗，且具备稳定的电容温度特性。
通过实施例1与对比例1-8对比可知，本发明通过限定R2O3由Gd2O3、La2O3组成，且两者需按特定的比例共同掺杂，可降低空位以及自由电子的产生，以稳定瓷介材料的电容温度特性，降低介电损耗。
通过实施例1与对比例9-10对比可知，限定MgxZn1-xTiO3的制备方法，使主晶相的晶粒尺寸更加细小且晶粒分布更加均匀，细化的晶粒会产生更多的晶界，将有利于掺杂元素的扩散，使瓷介具备超高稳定的电容温度特性，高低温度范围内的极值更小，且介电损耗有明显的改善。
通过实施例1与对比例11-12对比可知，本发明通过限定Al2O3与MgxZn1-xTiO3配合，使瓷介材料烧结过程中晶界中会出现大量液相，液相具有更好的流动性，液相的出现促进了烧结中晶粒的形成和生长，并且抑制了MgTi2O5杂相的生成，能够提高致密度，从而使介电损耗降低。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其特征在于：其化学组成按摩尔比表示为：a％MgxZn1-xTiO3+b％SrTiO3+c％Al2O3+d％TiO2+e％R2O3；
其中，60≤x≤80，90≤a≤100，5≤b≤10，0.5≤c≤1，5≤d≤10，0.1≤e≤1；
R2O3是Gd2O3和La2O3按照摩尔比例10：6.25组成；
MgxZn1-xTiO3的制备方法如下：
在丙三醇与乙二醇的混合溶剂中加入乙酸镁，乙酸锌，至完全溶解后，继续添加钛酸丁酯和乙醚，混合均匀后，置于密闭的反应釜中，在150-250℃下反应10-24h，冷却后进行过滤，烘干固体后，在400-500℃下煅烧2-4h，制得钛酸镁锌MgxZn1-xTiO3。
2.根据权利要求1所述的一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其特征在于：所述乙酸镁、乙酸锌、钛酸丁酯按照摩尔比7-8：2-3：10进行添加，所述钛酸丁酯、丙三醇、乙二醇、乙醚按重量比1：4：10：3进行添加。
3.根据权利要求1所述的一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料，其特征在于：所述丙三醇与乙二醇按重量比4:10的比例混合。
4.一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，按照SrTiO3中Sr：Ti＝1：1的摩尔比混合SrCO3及TiO2，球磨后烘干，预烧，得到SrTiO3；
步骤二，将MgxZn1-xTiO3、SrTiO3以及TiO2、Al2O3、Gd2O3、La2O3按照摩尔比例混合，球磨，烘干，造粒、压制成型；然后在1250-1350℃下烧结2.5-3.5h，得到微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料。
5.根据权利要求4所述的一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一具体为：按照SrTiO3中Sr：Ti的摩尔比1:1混合SrCO3及TiO2，球磨3h后在150℃下烘干，1150℃下预烧3h，得到SrTiO3。
6.根据权利要求4所述的一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，压制成型的压力为8-12MPa。
7.根据权利要求4所述的一种微波高稳定低损耗多层陶瓷电容器用瓷介材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，各原料混合后，球磨时间4h，烘干温度为140-160℃。
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