[发明专利]一种电子陶瓷材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子陶瓷介质材料，尤其涉及一种温度稳定型的电子陶瓷材料及制备方法。 

背景技术

近年来，电子科学技术在各个领域都获得了突猛进的发展，其中新型电子材料的开发和应用起着重要的作用，特别是电子陶瓷，以其特有的绝缘性、介电性、压电性、磁性和半导性，已被广泛应用于制作电容器、集成电路和各种电子元器件。随着信息化社会的到来，电子陶瓷必将更加广泛的得以应用。 

电子陶瓷按其性质来分，可分为绝缘陶瓷、介电陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷和传感器陶瓷等，各种电子陶瓷材料的性能，如介电常数、温度稳定性除与组成电子陶瓷材料的组份、配比有关外，还与制备方法有关。目前，生产上使用的电子陶瓷材料普遍存在温度稳定性差，容温特性差，介电常数低且不耐高温的问题。同时，生产电子陶瓷的粉料中经常会混入铁杂质及化合物，这些残留的铁杂质对电子陶瓷的电气性能产生较大的危害作用，因此，如何在煅烧过程中设置除铁环节十分重要，但目前还没有关于在电子陶瓷的煅烧环节进行有效除铁的文献记载。 

发明内容

本发明的目的是提供一种温度稳定性好，具有较好的容温特性和介电常数的电子陶瓷材料。 

本发明的另一目的是提供一种在电子陶瓷的煅烧环节中进行有效除铁的煅烧工艺方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种电子陶瓷材料，其组分以重量分表示为：二氧化钛(TiO₂)40～50分、二氧化锆(Zro₂)30～45分、氧化钙(C_aO)2～10分、钛酸镁(Mg₂TiO₄)4～8分、乙炔黑2～8分、氧化钨(WO₃)0.4～0.6分、氧化钬(Ho₂O₃)0.2～0.7分。 

优选的，其组分以重量分表示为：二氧化钛(TiO₂)45分、二氧化锆(Zro₂)38分、氧化钙(C_aO)6分、钛酸镁(Mg₂TiO₄)6分、乙炔黑5分、氧化钨(WO₃)0.5分、氧化钬(Ho₂O₃)0.5分。 

所述二氧化钛(TiO₂)平均粒径小于20nm； 

所述二氧化锆(Zro₂)平均粒径小于40nm； 

所述乙炔黑的粒径为20-80nm； 

本发明采用常规的电子陶瓷材料制备工艺，即混料、球磨、成型、干燥、煅烧(除铁)、喷雾造粒即得成品料。 

众所周知，铁的化合物在煅烧过程中经还原反应产生游离铁，并逸散到环境中。瓷料中铁的含量越高，瓷料的性能越差，在瓷料的制备中尽可能的提高除铁效果，降低铁的含量，为此，在本发明中还设计了不同的煅烧温度和时间与铁含量的关系。设计了三组试验：第一组为煅烧温度为1050℃并保温煅烧4小时；第二组为煅烧温度为1350℃并保温煅烧4小时；第三组为先在1050℃的温度中锻烧1.5小时后，将温度迅速升高到1400℃保温煅烧1小时后，再将温度降到1050℃煅烧1.5小时。 

试验结果，第一组烧结成的瓷料铁的含量为0.1wt％；第二组烧结成的瓷料铁的含量为0.08wt％；第三组烧结成的瓷料铁的含量为0.03wt％。由此证明采取第三组试验方法，即分三段两种温度煅烧的方法可以有效的降低瓷料中铁的含量，是一种比较理想的煅烧方法。 

本发明的有益效果：本发明所提供的陶瓷材料及其制备方法是一种新型的陶瓷材料体系，配方简单，价格低廉；同时，由于采用分三段两种温度煅烧的方法可以有效的降低瓷料中铁的含量，制备获得的陶瓷材料具有容温特性好，介电常数高，应用时不易氧化。 

具体实方式 

为进一步验证本发明配方组分的性能指标，进行了不同配方组分下的性能指标试验。 

表1  各试样的成分配比

表2  各配方试样的介电性能

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