[发明专利]一种中温烧结高介电常数电介质材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种中温烧结高介电常数的电介质材料的制备方法。

背景技术

随着移动通信设备逐渐向小型化、多功能化、智能化方向发展，对电子元器件也提出了微型化、集成化的要求。陶瓷电容器是电子设备中占据比例较大的一类电子元器件，因此,减小电容器的尺寸对实现电子器件和设备的小型化起到了至关重要的作用。

锆钛酸钡(Ba(Zr_0.15Ti_0.85)O₃)是BaTiO₃中Zr⁴⁺取代部分Ti⁴⁺后形成的固溶体系。由于Zr⁴⁺比Ti⁴⁺更稳定，该体系相比BaTiO₃具有更好的介电常数(～15000)和适中的介电损耗(～0.06)，为了适应电子设备向小型化方向发展的需求，需要进一步提高锆钛酸钡体系的介电常数并降低介电损耗。此外，Ba(Zr_0.15Ti_0.85)O₃的烧结温度较高(>1400℃)，导致体系需要较高的能耗才能实现其致密化烧结，通过选取合适的离子掺杂，可以在提高其介电常数的同时降低烧结温度。

发明内容

本发明的目的，是在现有技术的基础上，提供一种高介电常数电介质材料的制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种中温烧结高介电常数电介质材料的制备方法，其化学式为Ba_1-xSm_2x/3(Zr_0.15Ti_0.85)O₃，其中0＜x≤0.015；具体实施步骤如下：

(1)分别将BaCO₃、Sm₂O₃、TiO₂、ZrO₂按化学计量式Ba_1-xSm_2x/3(Zr_0.15Ti_0.85)O₃，其中0＜x≤0.015进行配料,将粉料放入球磨罐中，加入无水乙醇和锆球后，球磨4～8小时；

(2)将步骤(1)球磨后的粉料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；

(3)将过筛后的粉料放入氧化铝坩埚后置于中温炉中，于1000～1200℃预烧，保温2～6小时；

(4)将步骤(3)预烧后的原料，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8～14小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以1～6MPa的压力压制成坯体；

(5)将步骤(4)的坯体于1250℃～1290℃烧结，保温2～8小时，制成具有中温烧结的高介电常数电介质材料。

所述步骤(1)粉料采用行星式球磨机进行球磨，球磨机转速为400转/分。

所述步骤(1)Ba_1-xSm_2x/3(Zr_0.15Ti_0.85)O₃中Sm的含量为x＝0.006。

所述步骤(5)的烧结温度为1270℃。

本发明制得的Ba_1-xSm_2x/3(Zr_0.15Ti_0.85)O₃(0＜x≤0.015)电介质材料，具有高的介电常数(10825～47019)、低的介电损耗(0.034～0.105)以及适中的烧结温度(1250～1290℃)。

具体实施方式

本发明以分析纯的BaCO₃、Sm₂O₃、TiO₂、ZrO₂为初始原料，通过固相法制备一种具有中温烧结的高介电常数的电介质材料，具体实施方案如下：