[发明专利]一种高电位梯度、低介电损耗CaCu3

说明书

本发明涉及一种高电位梯度、低介电损耗CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷及其制备方法，该方法将CaCO₃、CuO、TiO₂、ZnO和Al₂O₃按照摩尔比例为1：3：4：0‑5%：0‑5%进行混合；然后湿式球磨12h后，将混合粉末在80^oC烘干12h；取混料装入石墨模具，置于放电等离子烧结炉中进行750^oC烧结10min；烧结得到的试样放置于马弗炉中进行1000^oC退火处理3h，自然冷却得到目标压敏陶瓷。该方法采用放电等离子烧结技术制备压敏陶瓷，烧结温度和保温时间大幅下降，更加的节能环保，得到的CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷电位梯度高达1200 V/mm以上，且1kHz下介电损耗降低至0.02左右。

技术领域

本发明涉及压敏陶瓷，特别涉及一种高电位梯度、低介电损耗CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷及其制备方法。

背景技术

压敏陶瓷是指在某一特定电压范围内具有非线性伏安（V-I）特性，其电阻值随电压的增加而急剧减小的电子材料，它是由晶粒大小和晶界结构控制的典型电子功能材料。输电电路电压等级的提高以及输电电容的增大对过电压防护器件的质轻、体积的小型化提出更高要求，同时，日益增长的信息技术对更高集成度、高速、低功耗集成电路的需求也驱使电力电子器件愈发小型化以及低损耗。

传统的CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷配方和制备工艺复杂，包括混料、预烧结、过筛、造粒、排胶等复杂过程，最终烧结成瓷的温度通常在1050^oC以上，保温10h以上，耗能高，且CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷的电位梯度不高，通常在200-300V/mm左右，且介电损耗高达0.1-1数量级，很难满足当前电力电子器件低损耗、小型化的要求。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种高电位梯度、低介电损耗CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高电位梯度、低介电损耗CaCu₃Ti₄O₁₂压敏陶瓷，包括CaCO₃、CuO、TiO₂和金属氧化物；所述金属氧化物为ZnO和Al₂O₃，所述原料的纯度均为分析纯；

所述CaCO₃、CuO、TiO₂、ZnO和Al₂O₃混合的摩尔比例为1：3：4：(0-5%)：(0-5%)。