CN114230335A - 一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括以下摩尔份数组分的原料和MAS制备而成：BaTiO3100份；Ln2O30.2份～2份；MnO20.2份～2份；MgO 0.05份～2份；所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种；所述MAS的含量为BaTiO3的0.5wt％～3wt％。与现有技术相比，本发明提供的巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，得到的产品克服了大多数介电陶瓷材料存在的介电常数较低、晶粒过大、电阻率低等问题，具有应用于MLCC领域的巨大潜力；本发明制备的陶瓷表现出了优异的性能：相对介电常数>104，介电损耗0.01～0.05，电阻率>109Ω·cm，晶粒细小(粒径<350nm)，属于环境友好型电子材料，可以满足小型化、轻量化的多层陶瓷电容器MLCC实际应用要求。

Description

一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷及其 制备方法
技术领域
本发明涉及电子陶瓷及其制造技术领域，更具体地说，是涉及一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷及其制备方法。
背景技术
随着电气设备的飞速发展，小型化、高集成化已成为各种仪表的必然发展趋势。多层陶瓷电容器(MLCC)作为应用最广泛的一类集成化无源器件，要求其具有高介电常数、低介电损耗，同时具有良好的温度稳定性。然而，大多数具有高介电常数的MLCC电介质材料对使用温度极为敏感，其温度稳定性的改善往往伴随着介电常数的降低，这导致目前很多MLCC电介质材料难以满足拓宽器件工作温区的同时满足器件小型化的发展趋势，故而对兼具高介电常数和良好温度稳定性的电介质材料的研究具有重要意义。
目前，巨介电常数陶瓷主要有CaCu3Ti4O12基陶瓷、A3+/A5+共掺TiO2陶瓷、 SrTiO3陶瓷和Li+/Al3+、Nb5+共掺NiO陶瓷。其中CaCu3Ti4O12基陶瓷1kHz室温介电常数～104-105，介电损耗～0.1，而且烧结温度相对较低，约1100℃；A3+/A5+共掺TiO2陶瓷、SrTiO3陶瓷和Li+/Al3 +、Nb5+共掺NiO陶瓷：1kHz室温介电常数～104，介电损耗～0.05。
专利202110653474.6“一种巨介电常数钛酸锶介质陶瓷及其制备方法”公开了一种巨介电常数钛酸锶介质陶瓷及其制备方法，其按照化学式 Sr1-xEuxTiO3(0.01≤x≤0.015)将SrCO3、Eu2O3、TiO2配料后混合球磨、1000℃下预烧、添加粘结剂造粒、压制、排胶后在N2气氛下1400℃烧结，获得的钛酸锶介质陶瓷介电常数为3887～10544，介电损耗tanδ值为0.07～0.10，绝缘电阻率在108欧姆.厘米；可见，其介电损耗偏高，而且电阻率偏低。专利201310112735.9“一种巨介电常数钛酸钡陶瓷的制备方法”采用自蔓延高温快速加压技术烧结制备了巨介电常数钛酸钡陶瓷，其介电常数虽然非常高 (>58000)，但是其介电损耗较高，而且介电常数随温度变化较大；另外，其制备方法复杂，需要额外采用自蔓延粉体体系，而且需要高温快速加压特殊设备。专利201911113373.9“一种还原气氛下具有高电阻率、巨介电常数和低损耗的二氧化钛基陶瓷的制备方法”采用Al3+/Nb5+共掺TiO2陶瓷，在磁场辅助1400℃保温10h烧结制备的陶瓷相对介电常数7000～15000，介电损耗可达到 0.05～0.1，电阻率可达到107～109Ω·cm。专利201710533294.8“一种低损耗巨介电常数陶瓷材料的制备方法”在空气中于～1100℃烧结制备了 Ca1-xNdxCu3Ti4O12(x＝0～0.09)；其中x＝0.03时具有最好介电性能：当测试频率从1K～38KHz时，介电常数43000～49000，介电损耗≤0.1；当测试频率为1KHz 时，介电常数48000，介电损耗0.05。
钛酸钡基(BaTiO3)介电材料一直是高介电常数材料研究焦点，也是广泛应用于MLCC电容器最主要的基体材料。近年来，钛酸钡基(BaTiO3)陶瓷也开始作为巨介电常数材料进行一些研究，并有少量报道。如专利 201811254091.6“一种低损耗巨介电常数X8R型电介质材料的制备方法”公开了一种低损耗巨介电常数X8R型电介质材料的制备方法，其组分按照BaTiO3： Nb2O5：MgO：CaZrO3＝100：0.5～3.0：0.1～2.0：1.0～3.0质量比配料，经球磨、烘干、过筛、造粒后压制成坯体，坯体经排胶后在N2/H2＝10：1还原气氛中于 1300～1350℃烧结，制成的巨介电低损耗钛酸钡基电介质材料满足X8R型温度稳定特性，室温介电常数约为4×104、介电损耗约为2.5％。专利201710206567.8 “一种抗还原巨介电常数多层陶瓷电容器介质材料”以BaTiO3粉体为基体，掺入Na0.5Bi0.5TiO3、Nb2O5，在氮气氛中1300℃烧结获得的陶瓷具有性能如下：室温介电常数达13700，介电损耗6％。
由上所述，目前巨介电常数陶瓷有关报道和专利不少，但普遍存在以下问题：(1)烧结温度过高(如TiO2基陶瓷和SrTiO3基陶瓷烧结温度高于1400℃， BaTiO3基陶瓷烧结温度～1300℃)；(2)电阻率过低，从而耐压特性差；(3) 烧结制备的陶瓷晶粒尺寸过大(如CCTO、TiO2基陶瓷和SrTiO3基陶瓷晶粒尺寸达到几十微米，甚至上百微米；BaTiO3基陶瓷晶粒尺寸也近十微米)；(4) 温度和频率稳定性差，随频率或者温度变化，介电常数或者介电损耗变化显著，严重影响真正的应用。这些问题严重制约有关巨介电常数陶瓷应用于 MLCC领域，如烧结温度高，不利于与金属电极共烧，而且能耗高；电阻率低、耐压强度低，严重影响器件使用寿命；而晶粒尺寸过大，不利于MLCC多层化、小型化和高容量化发展趋势；温度和频率稳定性差束缚了其应用温度和频率范围，从而严重影响到相应陶瓷和器件的应用领域。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷及其制备方法，克服了大多数介电陶瓷材料存在的介电常数较低、晶粒过大、电阻率低等问题，具有应用于MLCC 领域的巨大潜力；本发明制备的陶瓷在N2/H2气氛下烧结表现出了优异的性能：相对介电常数>104，介电损耗0.01～0.05，电阻率>109Ω·cm，晶粒细小(粒径 <350nm)；另外，本发明提供BaTiO3基细晶陶瓷所需原料来源广且价格便宜，属于环境友好型电子材料，可以满足小型化、轻量化的多层陶瓷电容器MLCC实际应用要求。
本发明提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括以下摩尔份数组分的原料和MAS制备而成：
BaTiO3 100份；
Ln2O3 0.2份～2份；
MnO2 0.2份～2份；
MgO 0.05份～2份；
所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种；
所述MAS的含量为BaTiO3的0.5wt％～3wt％。
本发明还提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
a)将BaTiO3与MAS、Ln2O3、MnO2、MgO加水混合球磨后烘干，得到混合粉体；
b)将步骤a)得到的混合粉体与粘结剂混合，依次经造粒、过筛、成型、排胶和烧结，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
优选的，步骤a)中所述BaTiO3为粒径50nm～300nm的BaTiO3粉体。
优选的，步骤a)中所述球磨的时间为2h～24h。
优选的，步骤b)中所述粘结剂为PVA溶液或PVB溶液，其中，PVA 或PVB的浓度为3wt％～5wt％。
优选的，步骤b)中所述粘结剂的用量为所述混合粉体的3wt％～7wt％。
优选的，步骤b)中所述造粒、过筛、成型后得到的陶瓷坯体的直径为 5mm～15mm，厚度为0.5mm～1.5mm。
优选的，步骤b)中所述排胶的温度为550℃～650℃，升温速率为2℃ /min～5℃/min，保温时间为1h～4h。
优选的，步骤b)中所述烧结的气氛为H2含量0.1％～2.0％的H2和N2混合气氛；所述烧结的温度为1000℃～1250℃，保温时间为1h～6h。
优选的，步骤b)中所述烧结后，还包括：
在750℃～850℃的空气气氛中退火处理1h～3h，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
本发明提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括以下摩尔份数组分的原料和MAS制备而成：BaTiO3 100份；Ln2O3 0.2 份～2份；MnO2 0.2份～2份；MgO 0.05份～2份；所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种；所述MAS的含量为BaTiO3的0.5wt％～3wt％。与现有技术相比，本发明提供的巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，得到的产品克服了大多数介电陶瓷材料存在的介电常数较低、晶粒过大、电阻率低等问题，具有应用于MLCC领域的巨大潜力；实验结果表明，本发明制备的陶瓷表现出了优异的性能：相对介电常数>104，介电损耗0.01～0.05，电阻率>109Ω·cm，晶粒细小 (粒径<350nm)；另外，本发明提供BaTiO3基细晶陶瓷所需原料来源广且价格便宜，属于环境友好型电子材料，可以满足小型化、轻量化的多层陶瓷电容器MLCC实际应用要求。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，原材料价格低廉，并且烧结稳定，容易产业化，具有极大的应用前景。
附图说明
图1为实施例1～6和对比例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料的XRD；
图2为实施例1～6制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料的 SEM；
图3为实施例1～6和对比例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料在1kHz下的介电常数随频率的变化曲线；
图4为实施例1～6对比例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料在1kHz下的介电损耗随频率的变化曲线；
图5为实施例1～6和对比例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料在1kHz下的介电常数随温度的变化曲线；
图6为实施例1～6对比例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料在1kHz下的介电损耗随温度的变化曲线；
图7为实施例1～6对比例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料在1kHz下的容温变化率(TCC，以25℃为基准)曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括以下摩尔份数组分的原料和MAS制备而成：
BaTiO3 100份；
Ln2O3 0.2份～2份；
MnO2 0.2份～2份；
MgO 0.05份～2份；
所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种；
所述MAS的含量为BaTiO3的0.5wt％～3wt％。
在本发明中，所述巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括BaTiO3、Ln2O3、MnO2、MgO和MAS的原料制备而成，优选由BaTiO3、 Ln2O3、MnO2、MgO和MAS制备而成。
在本发明中，所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种，优选为Y2O3。
在本发明中，以摩尔份数计，每100份BaTiO3，Ln2O3为0.2份～2份，优选为0.3份～0.5份，MnO2为0.2份～2份，优选为0.5份～0.8份，MgO为0.05 份～2份，优选为0.4份～0.6份。
在本发明中，所述MAS(堇青石玻璃MgO-Al2O3-SiO2)的含量优选为 BaTiO3的0.5wt％～3wt％，更优选为1wt％～2wt％。
本发明提供的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷采用上述特定含量的特定组分，实现整体较好的相互作用，得到的产品克服了大多数介电陶瓷材料存在的介电常数较低、晶粒过大、电阻率低等问题，具有应用于MLCC领域的巨大潜力；实验结果表明，本发明制备的陶瓷表现出了优异的性能：相对介电常数>104，最高可达88000，介电损耗 0.01～0.05，电阻率>109Ω·cm，晶粒细小(粒径<350nm)，同时具有良好的温度稳定性和频率稳定性；另外，本发明提供BaTiO3基细晶陶瓷所需原料来源广且价格便宜，属于环境友好型电子材料，可以满足小型化、轻量化的多层陶瓷电容器MLCC实际应用要求。
本发明还提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
a)将BaTiO3与MAS、Ln2O3、MnO2、MgO加水混合球磨后烘干，得到混合粉体；
b)将步骤a)得到的混合粉体与粘结剂混合，依次经造粒、过筛、成型、排胶和烧结，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
本发明首先将BaTiO3与MAS、Ln2O3、MnO2、MgO加水混合球磨后烘干，得到混合粉体。在本发明中，所述BaTiO3与MAS、Ln2O3、MnO2、MgO 采用本领域技术人员熟知的分析纯的粉体原料，均可市售来源。
在本发明中，所述BaTiO3优选为粒径50nm～300nm的BaTiO3粉体。
在本发明中，所述球磨的时间优选为2h～24h，更优选为12h；目的是使各粉体原料混合均匀。本发明对所述烘干没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的技术方案即可。
得到所述混合粉体后，本发明将得到的混合粉体与粘结剂混合，依次经造粒、过筛、成型、排胶和烧结，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
在本发明中，所述粘结剂优选为PVA溶液或PVB溶液，更优选为PVA 溶液；其中，PVA或PVB的浓度优选为3wt％～5wt％。本发明对所述粘结剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述粘结剂的用量优选为所述混合粉体的3wt％～7wt％，更优选为4％～6％。
在本发明中，所述造粒、过筛、成型后得到的陶瓷坯体的直径优选为 5mm～15mm，厚度优选为0.5mm～1.5mm；其中所述造粒、过筛、成型的具体过程采用本领域技术人员熟知的技术方案即可，本发明对此没有特殊限制。
在本发明中，所述排胶的温度优选为550℃～650℃，更优选为600℃；所述排胶的升温速率优选为2℃/min～5℃/min，更优选为3℃/min～4℃/min；所述排胶的保温时间优选为1h～4h，更优选为2h。
在本发明中，所述烧结的气氛优选为H2含量0.1％～2.0％的H2和N2混合气氛，更优选为H2含量0.5％～1％的H2和N2混合气氛；所述烧结的温度优选为1000℃～1250℃，更优选为1150℃～1190℃；所述烧结的保温时间优选为 1h～6h，更优选为3h。
在本发明中，所述烧结后，优选还包括：
在750℃～850℃的空气气氛中退火处理1h～3h，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料；
更优选为：
在800℃的空气气氛中退火处理2h，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
在本发明中，制备得到的具有巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料抛光后镀上银电极：在陶瓷的上下表面涂敷银浆，在烘箱中100℃烘干，最后在马弗炉中550℃烧结30分钟，制得进一步印有的电极产品。
本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，原材料价格低廉，并且烧结稳定，容易产业化，具有极大的应用前景。
本发明提供了一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括以下摩尔份数组分的原料和MAS制备而成：BaTiO3 100份；Ln2O3 0.2 份～2份；MnO2 0.2份～2份；MgO 0.05份～2份；所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种；所述MAS的含量为BaTiO3的0.5wt％～3wt％。与现有技术相比，本发明提供的巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，得到的产品克服了大多数介电陶瓷材料存在的介电常数较低、晶粒过大、电阻率低等问题，具有应用于MLCC领域的巨大潜力；实验结果表明，本发明制备的陶瓷表现出了优异的性能：相对介电常数>104，介电损耗0.01～0.05，电阻率>109Ω·cm，晶粒细小 (粒径<350nm)；另外，本发明提供BaTiO3基细晶陶瓷所需原料来源广且价格便宜，属于环境友好型电子材料，可以满足小型化、轻量化的多层陶瓷电容器MLCC实际应用要求。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，原材料价格低廉，并且烧结稳定，容易产业化，具有极大的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例中所用的原料均为市售商品；其中，所用的BaTiO3粉体的粒径为 50nm～300nm，所用的粘结剂为浓度4wt％的PVA溶液。
实施例1
一种具有巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料及其制备方法，该制备方法的具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12h后烘干，得到相应混合陶瓷粉体。
(2)将步骤(1)得到的陶瓷粉体外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、过筛、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在H2： N2＝0.5％：99.5％(体积比)的气氛中烧结，烧结过程中须在600℃(升温速率 3℃/min)下保温2小时排胶，随后再升温至1150℃烧结，保温3小时，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶材料。
将实施例1制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷为单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将实施例1制备的巨介电常数、低损耗的BaTiO3基陶瓷材料进行SEM扫描，SEM如图2(a)图所示，陶瓷致密，晶粒尺寸分布均匀，平均晶粒尺寸为 310nm。
将实施例1制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其介电常数、介电损耗随频率和温度的变化曲线(图3、图4、图5、图6)和容温变化率(TCC，以25℃为基准)随温度的变化曲线(图7)，图7中虚线内为容温变化率不超过±15％的范围。由图3、图4、图5、图6、图7可以得到：本发明的陶瓷材料具有巨介电常数、低介电损耗和优良的温度稳定性，其中25℃的介电常数和介电损耗分别为29488和3.40％，室温电阻率2.8×109Ω·cm。
实施例2
一种巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料，其制备方法具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12h后烘干，得到陶瓷粉末。
(2)将步骤(1)得到的陶瓷粉末外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、过筛、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在H2： N2＝0.5％：99.5％(体积比)的气氛中烧结，烧结过程中须在600℃(升温速率 3℃/min)下保温2小时排胶，随后升温至1170℃烧结，保温3小时，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷。
将实施例2制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷样品保持着单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将实施例2制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行SEM扫描，SEM如图2(b)图所示，陶瓷致密度较高，晶粒尺寸分布均匀，平均晶粒尺寸为325nm。
将实施例2制备巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其介电常数、介电损耗随频率和温度的变化曲线(图3、图4、图5、图6)和容温变化率(TCC，以25℃为基准)随温度的变化曲线(图7)，图7中虚线内为容温变化率不超过±15％的范围。由图3、图4、图5、图6、图7可以得到：本发明的陶瓷材料具有巨介电常数、低介电损耗和优良的温度稳定性，其中25℃的介电常数和介电损耗分别为67355和4.35％，室温电阻率1.5×109Ω·cm。
实施例3
一种巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料，其制备方法具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12h后烘干，得到陶瓷粉末。
(2)将步骤(1)得到的陶瓷粉末外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、过筛、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在H2： N2＝0.5％：99.5％(体积比)气氛中烧结，烧结过程中须在600℃(升温速率3℃ /min)下保温2小时排胶，随后升温至1190℃烧结，保温3小时，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷。
将实施例3制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷样品保持着单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将实施例3制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行SEM扫描，SEM图如图2(c)图所示，陶瓷致密度较高，晶粒尺寸分布均匀，平均晶粒尺寸为320nm。
将实施例3制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其介电常数、介电损耗随频率和温度的变化曲线(图3、图4、图5、图6)和容温变化率(TCC，以25℃为基准)随温度的变化曲线(图7)，图7中虚线内为容温变化率不超过±15％的范围。由图3、图4、图5、图6、图7可以得到：本发明的陶瓷材料具有巨介电常数、低介电损耗和优良的温度稳定性，其中25℃的介电常数和介电损耗分别为88784和4.73％，室温电阻率0.6×109Ω·cm。
实施例4
一种巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料，其制备方法具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12h后烘干，得到陶瓷粉末。
(2)将步骤(1)得到的陶瓷粉末外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、过筛、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在H2： N2＝0.5％：99.5％(体积比)气氛中烧结，烧结过程中须在600℃(升温速率3℃ /min)下保温2小时排胶，随后升温至1150℃烧结，保温3h，最后在800℃的空气气氛中退火处理2小时，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的 BaTiO3基细晶陶瓷材料。
将实施例4制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷样品保持着单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将实施例4制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行SEM扫描，SEM如图2(d)图所示，陶瓷致密度较高，晶粒尺寸分布均匀，平均晶粒尺寸为318nm。
将实施例4制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其介电常数、介电损耗随频率和温度的变化曲线(图3、图4、图5、图6)和容温变化率(TCC，以25℃为基准)随温度的变化曲线(图7)，图7中虚线内为容温变化率不超过±15％的范围。由图3、图4、图5、图6、图7可以得到：本发明的陶瓷材料具有巨介电常数、低介电损耗和优良的温度稳定性，其中25℃的介电常数和介电损耗分别为2517和2.20％，室温电阻率4.8×1012Ω·cm。
实施例5
一种巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料，其制备方法具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12h后烘干，得到陶瓷粉末。
(2)将步骤(1)得到的陶瓷粉末外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、过筛、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在H2： N2＝0.5％：99.5％(体积比)气氛中烧结，烧结过程中须在600℃(升温速率3℃ /min)下保温2小时排胶，随后升温至1170℃烧结，保温3h，最后在800℃的空气气氛中退火处理2小时，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的 BaTiO3基细晶陶瓷材料。
将实施例5制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷样品保持着单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将实施例5制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行SEM扫描，SEM如图2(e)图所示，陶瓷致密度较高，晶粒尺寸分布均匀，平均晶粒尺寸为325nm。
将实施例5制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其介电常数、介电损耗随频率和温度的变化曲线(图3、图4、图5、图6)和容温变化率(TCC，以25℃为基准)随温度的变化曲线(图7)，图7中虚线内为容温变化率不超过±15％的范围。由图3、图4、图5、图6、图7可以得到：本发明的陶瓷材料具有巨介电常数、低介电损耗和优良的温度稳定性，其中25℃的介电常数和介电损耗分别为4965和3.05％，室温电阻率7.8×1012Ω·cm。
实施例6
一种巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料，其制备方法具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12h后烘干，得到陶瓷粉末。
(2)将步骤(1)得到的陶瓷粉末外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、过筛、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在H2： N2＝0.5％：99.5％(体积比)气氛中烧结，烧结过程中须在600℃(升温速率3℃ /min)下保温2小时排胶，随后升温至1190℃烧结，保温3h，最后在800℃的空气气氛中退火处理2小时，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的 BaTiO3基细晶陶瓷材料。
将实施例6制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷样品保持着单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将实施例6制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料进行SEM扫描，SEM如图2(f)图所示，陶瓷致密度较高，晶粒尺寸分布均匀，平均晶粒尺寸为330nm。
将实施例6制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其介电常数、介电损耗随频率和温度的变化曲线(图3、图4、图5、图6)和容温变化率(TCC，以25℃为基准)随温度的变化曲线(图7)，图7中虚线内为容温变化率不超过±15％的范围。由图3、图4、图5、图6、图7可以得到：本发明的陶瓷材料具有巨介电常数、低介电损耗，其中25℃的介电常数和介电损耗分别为8963和3.19％，室温电阻率3.5×1012Ω·cm。
对比例1
一种BaTiO3基陶瓷材料的制备方法，其具体步骤为：
(1)将BaTiO3粉体与2wt％MAS、0.4mol％Y2O3、0.6mol％MnO2、0.5mol％ MgO粉体混合，与去离子水混合球磨12小时后烘干，得到陶瓷粉末。
(2)将BaTiO3粉末外加质量比5％的PVA粘结剂，造粒、成型，制得直径～10mm、厚度～1mm的陶瓷坯体；陶瓷坯体在空气气氛中烧结，先在600℃(升温速率3℃/min)下保温2小时排胶，然后升温至1200℃保温2小时烧结，得到 BaTiO3基陶瓷材料。
将对比例1制备的BaTiO3陶瓷材料进行XRD测试，XRD图谱如图1所示，分析表明：陶瓷样品保持着单一的钙钛矿相，没有发现明显的杂峰。
将对比例1制备的BaTiO3基陶瓷材料样品抛光、镀银制备银电极后进行介电性能测试，得到其在1kHz下室温介电常数和介电损耗分别为1860和0.58％，且温度稳定性较差，室温电阻率1.1×1013Ω·cm。
表1实施例1～6和对比例1制备的陶瓷样品的介电性能对比
Figure BDA0003427647250000131
Figure BDA0003427647250000141
由表1可知，实施例1～6制备的巨介电常数、低损耗和高电阻率且温度稳定的BaTiO3基细晶陶瓷材料相比于对比例1制备的BaTiO3陶瓷材料，其介电常数大幅度提升、介电损耗均略微提高，介电性能温度稳定性明显提高。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷，由包括以下摩尔份数组分的原料和MAS制备而成：
BaTiO3 100份；
Ln2O3 0.2份～2份；
MnO2 0.2份～2份；
MgO 0.05份～2份；
所述Ln2O3为Y2O3、H2O3、Dy2O3和Sm2O3中的一种或多种；
所述MAS的含量为BaTiO3的0.5wt％～3wt％。
2.一种权利要求1所述的巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
a)将BaTiO3与MAS、Ln2O3、MnO2、MgO加水混合球磨后烘干，得到混合粉体；
b)将步骤a)得到的混合粉体与粘结剂混合，依次经造粒、过筛、成型、排胶和烧结，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述BaTiO3为粒径50nm～300nm的BaTiO3粉体。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述球磨的时间为2h～24h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述粘结剂为PVA溶液或PVB溶液，其中，PVA或PVB的浓度为3wt％～5wt％。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述粘结剂的用量为所述混合粉体的3wt％～7wt％。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述造粒、过筛、成型后得到的陶瓷坯体的直径为5mm～15mm，厚度为0.5mm～1.5mm。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述排胶的温度为550℃～650℃，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温时间为1h～4h。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述烧结的气氛为H2含量0.1％～2.0％的H2和N2混合气氛；所述烧结的温度为1000℃～1250℃，保温时间为1h～6h。
10.根据权利要求2～9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述烧结后，还包括：
在750℃～850℃的空气气氛中退火处理1h～3h，得到巨介电常数、低损耗和高电阻率的BaTiO3基细晶陶瓷材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115073165A (zh) * 2022-06-17 2022-09-20 桂林电子科技大学 一种巨介电常数BaTiO3陶瓷及制备方法
CN117821744A (zh) * 2024-01-05 2024-04-05 青岛海汇铁塔机械有限公司 一种耐候钢用于铁塔的制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1397957A (zh) * 2002-08-14 2003-02-19 清华大学 超高介电常数、温度稳定型多层陶瓷电容器材料及其制备方法
CN1461023A (zh) * 2003-06-27 2003-12-10 清华大学 超细温度稳定型多层陶瓷电容器介电材料及其烧结工艺
CN101182201A (zh) * 2007-11-27 2008-05-21 清华大学 纳米掺杂制备贱金属内电极多层陶瓷片式电容器介质材料
CN101226827A (zh) * 2007-12-28 2008-07-23 天津大学 超高介电常数多层陶瓷电容器介质及其制备方法
US20090128988A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Dielectric ceramic composition for low-temperature sintering and hot insulation resistance and multilayer ceramic capacitor using the same
CN105693236A (zh) * 2014-12-16 2016-06-22 三星电机株式会社 低温烧结介电组合物以及由其形成的多层陶瓷电容器
CN107226696A (zh) * 2017-05-19 2017-10-03 淄博高新技术产业开发区先进陶瓷研究院 X7R型BaTiO3基电容器陶瓷材料及其制备方法
CN107686347A (zh) * 2017-08-28 2018-02-13 天津大学 一种巨介电常数多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法
CN108610042A (zh) * 2018-04-27 2018-10-02 天津大学 具有巨介电常数高绝缘特性的介质材料及其制备方法
CN113582683A (zh) * 2021-09-02 2021-11-02 福州大学 一种X8R MLCC用BaTiO3基陶瓷材料的制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1397957A (zh) * 2002-08-14 2003-02-19 清华大学 超高介电常数、温度稳定型多层陶瓷电容器材料及其制备方法
CN1461023A (zh) * 2003-06-27 2003-12-10 清华大学 超细温度稳定型多层陶瓷电容器介电材料及其烧结工艺
US20090128988A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Dielectric ceramic composition for low-temperature sintering and hot insulation resistance and multilayer ceramic capacitor using the same
CN101182201A (zh) * 2007-11-27 2008-05-21 清华大学 纳米掺杂制备贱金属内电极多层陶瓷片式电容器介质材料
CN101226827A (zh) * 2007-12-28 2008-07-23 天津大学 超高介电常数多层陶瓷电容器介质及其制备方法
CN105693236A (zh) * 2014-12-16 2016-06-22 三星电机株式会社 低温烧结介电组合物以及由其形成的多层陶瓷电容器
CN107226696A (zh) * 2017-05-19 2017-10-03 淄博高新技术产业开发区先进陶瓷研究院 X7R型BaTiO3基电容器陶瓷材料及其制备方法
CN107686347A (zh) * 2017-08-28 2018-02-13 天津大学 一种巨介电常数多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法
CN108610042A (zh) * 2018-04-27 2018-10-02 天津大学 具有巨介电常数高绝缘特性的介质材料及其制备方法
CN113582683A (zh) * 2021-09-02 2021-11-02 福州大学 一种X8R MLCC用BaTiO3基陶瓷材料的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115073165A (zh) * 2022-06-17 2022-09-20 桂林电子科技大学 一种巨介电常数BaTiO3陶瓷及制备方法
CN115073165B (zh) * 2022-06-17 2023-08-04 桂林电子科技大学 一种巨介电常数BaTiO3陶瓷及制备方法
CN117821744A (zh) * 2024-01-05 2024-04-05 青岛海汇铁塔机械有限公司 一种耐候钢用于铁塔的制备方法

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