CN116063067B - 一种多主元素巨介电陶瓷材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多主元素巨介电陶瓷材料及其制备方法和应用，涉及电介质功能陶瓷材料技术领域。本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料，化学组成为Na1/3(Ca1/2Sr1/2)1/3(Bi1/ 2Y1/2)1/3Cu3Ti4O12。本发明基于高熵陶瓷材料的设计理念，将CaCu3Ti4O12陶瓷(CCTO)的A位置换为Na、Ca、Sr、Bi和Y五种元素，形成多主元素陶瓷材料。本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料在具有高介电常数的同时能明显降低其介电损耗(介电常数可达104以上，介电损耗可低至0.05)，并且表现出较高的击穿场强和非线性系数(击穿场强为767～2522V/cm，非线性系数为3.2～6.4)。
Description
技术领域
本发明涉及电介质功能陶瓷材料技术领域，特别涉及一种多主元素巨介电陶瓷材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着电子信息技术的高速发展，微型化、智能化、多功能化、高度集成化和高性能化电子元器件的研发在现代电力电子工业、国防武器装备和航空航天等领域具有关键作用。高介电常数的电介质材料可在小体积的内置空间下实现高电容特性，这对高能量密度存储电容器、器件小型化和高性能化至关重要。具有类钙钛矿结构的钛酸铜钙(CaCu3Ti4O12，简称CCTO)陶瓷是一种巨介电常数(>104)电介质材料，并且其巨介电常数在较宽的频率(102～106Hz)和温度(100～600K)范围内具有良好的稳定性。此外，CCTO陶瓷材料还表现出优异的电流-电压(I-V)非线性特性，使得CCTO陶瓷材料在谐振器、滤波器、存储器、电容器和压敏器件的应用中具有极大潜力。
但是CCTO陶瓷材料介电损耗相对较大和击穿场强相对较低，这已成为阻碍CCTO陶瓷材料在电容器、压敏电阻器件等电子元器件领域的瓶颈问题。近年来，基于内部阻挡层电容器模型(IBLC)，研究者们通过优化制备工艺方法和离子掺杂等实验手段，在CCTO陶瓷材料介电性能和非线性特性调控方面做了大量研究工作。然而，大多研究显示CCTO陶瓷材料介电损耗的降低和击穿场强的提升是以介电常数的降低为代价，使得改性后的CCTO陶瓷材料失去其固有的巨介电常数特性，同时其介电常数的频率和温度稳定性受到极大影响。因此，开发兼具巨介电常数、低介电损耗和高击穿场强的CCTO基陶瓷材料势在必行。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种多主元素巨介电陶瓷材料及其制备方法和应用。本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料兼具巨介电常数、低介电损耗和高击穿场强，综合性能优异。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种多主元素巨介电陶瓷材料，化学组成为Na1/3(Ca1/2Sr1/2)1/3(Bi1/2Y1/2)1/3Cu3Ti4O12。
本发明提供了以上技术方案所述多主元素巨介电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
将Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体，按照多主元素巨介电陶瓷材料中Na、Ca、Sr、Bi、Y、Cu和Ti的化学计量比进行配料，得到混合粉料；
将所述混合粉料进行第一球磨，得到前驱粉体；
将所述前驱粉体进行预烧，得到预烧粉料；所述预烧的温度为850～900℃；
将所述预烧粉料进行第二球磨，将所得陶瓷粉体进行成型，得到生坯；
将所述生坯进行烧结，得到所述多主元素巨介电陶瓷材料；所述烧结的温度为1030～1090℃。
优选地，所述Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体的粒径分别为250nm以下。
优选地，所述第一球磨以氧化锆球为磨球，以无水乙醇为球磨介质；所述混合粉料与氧化锆球的质量比为1：2.5～3，所述无水乙醇与混合粉料的质量比为1：1.1～1.3；所述第一球磨的转速为500～600r/min，所述第一球磨的时间为12～24h。
优选地，由室温升温至所述预烧的温度的升温速率为3～5℃/min；所述预烧的保温时间为6～8h。
优选地，所述第二球磨的转速为450～550r/min，所述第二球磨的时间为12～15h。
优选地，所述成型采用第一成型方式或第二成型方式：
所述第一成型方式包括：将所述陶瓷粉体依次进行预压制成型和冷等静压；
所述第二成型方式包括：将所述陶瓷粉体与粘结剂混合后进行造粒，将所得粉料颗粒进行压制成型；或者将所得粉料颗粒依次进行预压制成型和冷等静压。
优选地，当所述成型采用第二成型方式时，在烧结前还包括将所得生坯进行排胶；所述排胶的温度为500～550℃，保温时间为6～9h；
优选地，所述烧结的保温时间为8～10h。
本发明提供了以上技术方案所述多主元素巨介电陶瓷材料或以上技术方案所述制备方法制备得到的多主元素巨介电陶瓷材料在动态随机存储器和高介电电容-压敏双功能器件中的应用。
本发明提供了一种多主元素巨介电陶瓷材料，化学组成为Na1/3(Ca1/2Sr1/2)1/3(Bi1/2Y1/2)1/3Cu3Ti4O12。本发明基于高熵陶瓷材料的设计理念，将CaCu3Ti4O12陶瓷(CCTO)的A位置换为Na、Ca、Sr、Bi和Y五种元素(A位Na元素的摩尔比为1/3，Ca、Sr、Bi和Y元素的摩尔比均为1/6)，形成多主元素陶瓷材料。本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料在具有高介电常数的同时能够明显降低其介电损耗，并且表现出较高的击穿场强和非线性系数，是一种综合性能优异的电子信息材料，在动态随机存储器和电容-压敏双功能器件的应用中具有广阔的前景。实施例结果表明，本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料的介电常数能够达到104以上，介电损耗能够低至0.05，击穿场强为767～2522V/cm，非线性系数为3.2～6.4。
本发明提供了以上技术方案所述多主元素巨介电陶瓷材料的制备方法，本发明以Na2CO3、CaCO3、SrCO3、Bi2O3、Y2O3、CuO和TiO2为原料，经过球磨混料、粉体预烧、生坯成型、陶瓷烧结等工序制备所述多主元素巨介电陶瓷材料。本发明采用固相反应法制备所述多主元素巨介电陶瓷材料，制备方法简单可控，可有效降低制备陶瓷的烧结温度(Na和Bi可起到助烧剂的作用)，减少元素挥发，改善陶瓷的微观结构，获得致密性好、纯度较高的陶瓷材料，且使陶瓷材料具有优异的介电性能(巨介电常数，低介电损耗)和非线性特性(高击穿场强，高非线性系数)，满足高介电常数陶瓷的工业要求。
附图说明
图1为实施例1中多主元素巨介电陶瓷材料制备流程图；
图2是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的XRD衍射图谱；
图3是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料热蚀后表面SEM微观形貌图；
图4是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的相对介电常数和介电损耗随频率的变化曲线图，图4中(a)为巨介电陶瓷材料的相对介电常数随频率的变化曲线图，(b)为巨介电陶瓷材料的介电损耗随频率的变化曲线图；
图5是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的非线性特性曲线图，图5中(a)为不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的电流密度随电场强度变化曲线图，(b)为不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的击穿场强与非线性系数图。
具体实施方式
本发明提供了一种多主元素巨介电陶瓷材料，化学组成为Na1/3(Ca1/2Sr1/2)1/3(Bi1/2Y1/2)1/3Cu3Ti4O12。本发明基于高熵陶瓷材料的设计理念，将CaCu3Ti4O12陶瓷(CCTO)的A位置换为Na、Ca、Sr、Bi和Y五种元素，形成多主元素陶瓷材料。本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料在具有高介电常数的同时能够明显降低其介电损耗，并且表现出较高的击穿场强和非线性系数，是一种综合性能优异的电子信息材料。
本发明提供了以上技术方案所述多主元素巨介电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
将Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体，按照多主元素巨介电陶瓷材料中Na、Ca、Sr、Bi、Y、Cu和Ti的化学计量比进行配料，得到混合粉料；
将所述混合粉料进行第一球磨，得到前驱粉体；
将所述前驱粉体进行预烧，得到预烧粉料；所述预烧的温度为850～900℃；
将所述预烧粉料进行第二球磨，将所得陶瓷粉体进行成型，得到生坯；
将所述生坯进行烧结，得到所述多主元素巨介电陶瓷材料；所述烧结的温度为1030～1090℃。
本发明将Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体，按照多主元素巨介电陶瓷材料中Na、Ca、Sr、Bi、Y、Cu和Ti的化学计量比进行配料，得到混合粉料。在本发明中，所述Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体的粒径分别优选为250nm以下，本发明对所述各粉体的来源没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
得到混合粉料后，本发明将所述混合粉料进行第一球磨，得到前驱粉体。在本发明中，所述第一球磨优选以氧化锆球为磨球，优选以无水乙醇为球磨介质；所述混合粉料与氧化锆球的质量比优选为1：2.5～3，所述无水乙醇与混合粉料的质量比优选为1：1.1～1.3；所述第一球磨的转速优选为500～600r/min，更优选为550r/min；所述第一球磨的时间优选为12～24h，更优选为15～20h。在本发明中，所述第一球磨优选在行星球磨机中进行，所述行星球磨机优选采用尼龙球磨罐。本发明通过第一球磨将所述混合粉料中的各个组分混合均匀。所述第一球磨后，还优选将所得球磨料中的磨球分离出去，然后依次进行干燥、研磨和过筛，得到均匀的前驱粉体。本发明优选将分离磨球后的球磨料倒入蒸发皿，然后将蒸发皿置于干燥箱中进行干燥，所述干燥的温度优选为80～90℃，时间优选为12～24h；所述过筛优选为过80目筛，取筛下物。
得到前驱粉体后，本发明将所述前驱粉体进行预烧，得到预烧粉料。本发明优选将所述前驱粉体置于氧化铝坩埚内，将所述氧化铝坩埚加盖，然后进行预烧。在本发明中，所述预烧的温度为850～900℃，优选为850～880℃；由室温升温至所述预烧的温度的升温速率优选为3～5℃/min，更优选为3～4℃/min；所述预烧的保温时间优选为6～8h，更优选为6～7h。本发明通过所述预烧，使各种氧化物组分初步发生化学反应，减少烧结时产品的收缩率，预烧温度的控制对于控制收缩率、粉料活性以及确定最终烧结温度都有很大影响。预烧完成后，本发明优选将所得预烧产物自然冷却至室温后进行研磨，得到预烧粉料。
得到预烧粉料后，本发明将所述预烧粉料进行第二球磨，将所得陶瓷粉体进行成型，得到生坯样品。在本发明中，所述第二球磨采用的球磨机和磨球、球磨介质及其用量优选与第一球磨相同，在此不再赘述；所述第二球磨的转速优选为450～550r/min，更优选为500r/min，所述第二球磨时间优选为12～15h，更优选为12～13h。预烧过的粉料会出现结块，本发明通过所述第二球磨将预烧粉料研磨成一定颗粒尺寸(粒径0.5～0.8μm)的粉体，使粉料的粒径分布较窄，以利于成型。在本发明中，所述第二球磨的时间对材料电磁性能有很大的影响，球磨时间太短，则粉料粒径偏大，球磨时间太长，不但对粉料粒径影响不大，反而会带入杂质，从而降低材料的性能。所述第二球磨后，本发明优选将所得球磨料依次进行干燥、研磨和过筛，得到陶瓷粉体。本发明优选将所述球磨料倒入蒸发皿中，将蒸发皿置于干燥箱中进行干燥，所述干燥的温度优选为80℃，时间优选为24h；所述过筛优选为过100目筛，取筛下物。
在本发明中，所述成型优选采用第一成型方式或第二成型方式。在本发明中，所述第一成型方式优选包括：将所述陶瓷粉体依次进行预压制成型(记为第一预压制，也可称为压片)和冷等静压(记为第一冷等静压)，得到生坯。在本发明中，所述第一预压制的压力优选为100～180MPa，更优选为100～150MPa，保压时间优选为1min；本发明优选将所述陶瓷粉体放入不锈钢模具内置于手动压片机中，在所述压力条件下进行第一预压制，在本发明实施例中，具体是将所述陶瓷粉体置于圆柱形不锈钢模具中，将所述陶瓷粉体压制成圆柱状样品。在本发明中，所述第一冷等静压的压力优选为200～250MPa，更优选为230～250MPa，保压时间优选为2min。
在本发明中，所述第二成型方式优选包括：将所述陶瓷粉体与粘结剂混合后进行造粒，将所得粉料颗粒进行压制成型，得到生坯。在本发明中，所述粘结剂优选为聚乙烯醇(PVA)溶液，所述聚乙烯醇溶液的质量分数优选为5～10％；所述陶瓷粉体与聚乙烯醇溶液的质量比优选为5：1。本发明对所述造粒的具体操作方法没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的造粒方法即可。在本发明中，所述压制成型的压力优选为200～230MPa，保压时间优选为1min；本发明优选将造粒后所得粉料颗粒过60目和100目筛之后，取100目筛上的均匀颗粒进行压制成型。或者，所述第二成型方式优选包括：将上述所得粉料颗粒依次进行预压制成型(记为第二预压制)和冷等静压(记为第二冷等静压)，得到生坯。在本发明中，所述第二预压制的压力优选为100～180MPa，更优选为160～180MPa，保压时间优选为1min；所述第二冷等静压的压力优选为200～250MPa，更优选为200～220MPa，保压时间优选为2min。
在本发明中，当所述成型采用第二成型方式时，在烧结前还优选将所得生坯进行排胶。在本发明中，所述排胶的温度优选为500～550℃，更优选为500～520℃，保温时间优选为6～9h，更优选为8～9h；本发明通过所述排胶，将坯体内的粘结剂充分分解、挥发或排除，以防止坯体烧结过程中出现变形或开裂，从而有利于获得高质量的陶瓷烧结样品。
得到生坯后，本发明将所述生坯进行烧结，得到所述多主元素巨介电陶瓷材料。在本发明中，所述烧结的温度为1030～1090℃，具体可以为1030℃、1050℃、1070℃、1090℃；升温至所述烧结的温度的升温速率优选为3～5℃/min；所述烧结的保温时间优选为8～10h，更优选为9～10h；所述烧结优选在空气气氛中进行。在本发明中，所述烧结为固相反应的过程。在本发明中，所述排胶和烧结均优选在马弗炉中进行；所述烧结后优选自然冷却至室温。
本发明提供了以上技术方案所述多主元素巨介电陶瓷材料或以上技术方案所述制备方法制备得到的多主元素巨介电陶瓷材料在动态随机存储器和高介电电容-压敏双功能器件中的应用。本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料的介电常数可达104以上，介电损耗可低至0.05，击穿场强为767～2522V/cm，非线性系数为3.2～6.4，在动态随机存储器和电容-压敏双功能器件的应用中具有广阔的前景。
下面结合实施例对本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种多主元素巨介电陶瓷材料(化学组成为Na1/3(Ca1/2Sr1/2)1/3(Bi1/2Y1/2)1/ 3Cu3Ti4O12)，制备流程如图1所示，具体步骤如下：
(1)称量与混合
利用化学计量法称量Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体(上述粉体粒径均≤250nm)为原料，按Na、Ca、Sr、Bi、Y、Cu和Ti的化学计量进行配料；将混合粉料和氧化锆球按照质量比1：2.5的比例装入球磨罐中，并且加入一定质量的无水乙醇(无水乙醇与混合粉料的质量比为1：1.2)在转速为550r/min的行星式球磨机进行18h的湿法球磨；经干燥、研磨和过筛后(过80目筛，取筛下物)得到均匀的前驱粉体；
(2)预烧与研磨
将前驱粉体装入氧化锆坩埚中，在高温马弗炉中以850℃(升温速率为3℃/min)保温6h，自然冷却至室温后开炉，经再次研磨得到预烧粉料；
(3)成型
将预烧粉料经过二次球磨(加入氧化锆球和无水乙醇，转速为500r/min，球磨时间为12h)，干燥和研磨后，将质量分数为5wt.％的聚乙烯醇(PVA)溶液(粉料与PVA溶液的质量比为5:1)作为粘结剂加入研磨后的粉体中进行造粒，并过60目和100目筛之后，取100目筛上的均匀粉料颗粒放入直径为10mm的不锈钢模具内，在200MPa的压力下保压1min制备成圆柱生坯样品。
(4)排胶与烧结
将圆柱生坯样品装入氧化锆坩埚放入高温马弗炉内，在500℃中保温9h排胶，然后在1030℃的空气氛围中烧结10h，随炉冷却至常温后得到所述多主元素巨介电陶瓷材料，记为NCSBYCTO陶瓷。
实施例2
将实施例1步骤(4)中烧结的温度改为1050℃，其余同实施例1。
实施例3
将实施例1步骤(4)中烧结的温度改为1070℃，其余同实施例1。
实施例4
将实施例1步骤(4)中烧结的温度改为1090℃，其余同实施例1。
图2是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的XRD衍射图谱。由图2可以看出，所有陶瓷样品均显示与CaCu3Ti4O12陶瓷(CCTO)相似的类钙钛矿结构，说明成功制备了NCSBYCTO陶瓷样品。
将实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料经抛光、打磨后进行热蚀，热蚀条件为：在低于烧结温度20℃左右的温度下烧结20～30min。图3是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料热蚀后表面SEM微观形貌图。由图3可以看出，1030℃和1050℃烧结陶瓷样品的微观结构相对致密，表面没有明显的微孔等缺陷。
将实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料进行打磨、抛光、制作银电极(需要测量陶瓷材料样品的厚度和直径)，进行电学性能测试(包括介电性能和非线性特性)，其中制作银电极是将银浆涂覆或印刷至陶瓷材料样品的上下两个表面，然后置于马弗炉中，在600℃下保温30min进行烧银处理。
图4是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的介电常数(ε')和介电损耗(tanδ)随频率的变化曲线图，图4中(a)为巨介电陶瓷材料的介电常数随频率的变化曲线图，(b)为巨介电陶瓷材料的介电损耗随频率的变化曲线图。将图4对应的陶瓷材料的介电常数和介电损耗列于表1中：
表1 NCSBYCTO陶瓷样品不同频率下的介电常数和介电损耗
由图4和表1可以看出，所有陶瓷样品表现出巨介电常数响应(103～104)，并且在整个频率测试范围内具有良好的稳定性，1050℃下烧结的陶瓷样品具有更高的介电常数。另外，陶瓷样品的介电损耗随着测试频率的增加先降低后增大，在102～104Hz范围内，1090℃下烧结的陶瓷样品的介电损耗相对较低，而在104～106Hz范围内，1050℃下烧结陶瓷样品具有较低的介电损耗。
图5是实施例1～4不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的非线性特性曲线图，图5中(a)为不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的电流密度随电场强度变化曲线图，(b)为不同烧结温度下制备的NCSBYCTO多主元素巨介电陶瓷材料的击穿场强与非线性系数图。将图5对应的陶瓷材料的非线性特性数据列于表2中：
表2 NCSBYCTO陶瓷样品的击穿场强和非线性系数
| 非线性特性 | 1030℃ | 1050℃ | 1070℃ | 1090℃ |
| 击穿场强(Eb)/V/cm | 767.91 | 1689.37 | 2522.56 | 1231.29 |
| 非线性系数(ɑ) | 3.24707 | 4.48112 | 6.48147 | 2.29884 |
由图5和表2可以看出，所有陶瓷样品的电流密度随电场强度的变化呈明显的非线性特性，1070℃下烧结的陶瓷样品具有相对较高的击穿场强(2522V/cm)和非线性系数(6.4)。
实施例5
实施例1步骤(3)中预烧粉料经过二次球磨，干燥和研磨后，省略聚乙烯醇(PVA)溶液的加入和造粒过程，将预烧粉料经研磨后取80目过筛的均匀粉料颗粒放入直径为10mm的不锈钢模具内，在150MPa的压力下保压1min制备成圆柱生坯样品；随后将圆柱生坯样品放到冷等静压机中进行压制成型，施加250MPa压力，保压时间为2min。
其他步骤和实施例1相同。本实施例中通过预烧粉料的预压制成型和冷等静压工艺，烧结陶瓷样品的微观结构相对致密，晶粒尺寸相对均匀，这会保持陶瓷样品巨介电常数特性的前提下降低介电损耗，同时其击穿场强也会有一定提升。
实施例6
实施例1步骤(3)中预烧粉料经过二次球磨，干燥和研磨后，将质量分数为5wt.％的聚乙烯醇(PVA)溶液作为粘结剂加入研磨后的粉体中进行造粒，并过60目和100目筛之后，取100目筛上的均匀粉料颗粒放入直径为10mm的不锈钢模具内，在180MPa的压力下保压1min制备成圆柱生坯样品；随后将圆柱生坯样品放到冷等静压机中施加200MPa压力，保压时间为2min进行压制成型。
其他步骤和实施例1相同。本实施例中通过预烧粉料依次进行造粒、预压制成型和冷等静压工艺，烧结陶瓷样品的微观结构更为致密，晶粒尺寸更加均匀，使得陶瓷样品获得巨介电常数和低介电损耗，同时还具有较高的击穿场强和非线性系数，综合性能得到显著优化。
由以上实施例可以看出，本发明提供的多主元素巨介电陶瓷材料兼具巨介电常数、低介电损耗和高击穿场强，综合性能优异，为高性能巨介电陶瓷材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多主元素巨介电陶瓷材料，其特征在于，化学组成为Na1/3(Ca1/2Sr1/2)1/3(Bi1/ 2Y1/2)1/3Cu3Ti4O12；所述多主元素巨介电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
将Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体，按照多主元素巨介电陶瓷材料中Na、Ca、Sr、Bi、Y、Cu 和Ti的化学计量比进行配料，得到混合粉料；
将所述混合粉料进行第一球磨，得到前驱粉体；
将所述前驱粉体进行预烧，得到预烧粉料；所述预烧的温度为850~900℃；
将所述预烧粉料进行第二球磨，将所得陶瓷粉体进行成型，得到生坯；
将所述生坯进行烧结，得到所述多主元素巨介电陶瓷材料；所述烧结的温度为1030~1090℃，所述烧结的保温时间为8~10h。
2.权利要求1所述多主元素巨介电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体，按照多主元素巨介电陶瓷材料中Na、Ca、Sr、Bi、Y、Cu 和Ti的化学计量比进行配料，得到混合粉料；
将所述混合粉料进行第一球磨，得到前驱粉体；
将所述前驱粉体进行预烧，得到预烧粉料；所述预烧的温度为850~900℃；
将所述预烧粉料进行第二球磨，将所得陶瓷粉体进行成型，得到生坯；
将所述生坯进行烧结，得到所述多主元素巨介电陶瓷材料；所述烧结的温度为1030~1090℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述Na2CO3粉体、CaCO3粉体、SrCO3粉体、Bi2O3粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和TiO2粉体的粒径分别为250nm以下。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一球磨以氧化锆球为磨球，以无水乙醇为球磨介质；所述混合粉料与氧化锆球的质量比为1：2.5~3，所述无水乙醇与混合粉料的质量比为1：1.1~1.3；所述第一球磨的转速为500~600r/min，所述第一球磨的时间为12~24h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，由室温升温至所述预烧的温度的升温速率为3~5℃/min；所述预烧的保温时间为6~8h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二球磨的转速为450~550r/min，所述第二球磨的时间为12~15h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述成型采用第一成型方式或第二成型方式：
所述第一成型方式包括：将所述陶瓷粉体依次进行预压制成型和冷等静压；
所述第二成型方式包括：将所述陶瓷粉体与粘结剂混合后进行造粒，将所得粉料颗粒进行压制成型；或者将所得粉料颗粒依次进行预压制成型和冷等静压。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，当所述成型采用第二成型方式时，在烧结前还包括将所得生坯进行排胶；所述排胶的温度为500~550℃，保温时间为6~9h。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的保温时间为8~10h。
10.权利要求1所述多主元素巨介电陶瓷材料或权利要求3~9任意一项所述制备方法制备得到的多主元素巨介电陶瓷材料在动态随机存储器和高介电电容-压敏双功能器件中的应用。
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