[发明专利]一种具有高介电常数和频率稳定性的钛酸锶陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高介电常数和频率稳定性的钛酸锶陶瓷的制备方法，包括以下步骤：取Sr(NO₃)₂加入去离子水充分溶解，得到溶液A，再向溶液A中滴入TiCl₄，得到溶液B；取浓度为1mol/L～1.4mol/L的NaOH溶液加入溶液B，搅拌后得到乳白色悬浊液C；将悬浊液C转移至反应釜中，在188℃下反应12h得到产物D；(4)、将产物D在离心机中用去离子水进行离心洗涤至PH为中性，球磨，干燥后得到SrTiO₃纳米粉体E；将SrTiO₃纳米粉体E过128目筛后通过冷等静压机压成片状的钛酸锶陶瓷坯；将钛酸锶陶瓷坯进行烧结得到纯的钛酸锶陶瓷。提高了钛酸锶陶瓷的介电常数并降低了其介电损耗，使其具有较高的频率稳定性。

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备，具体是一种具有高介电常数和频率稳定性的钛酸锶陶瓷的制备方法。

背景技术

随科学技术及生活水平的提升，人们对储能元器件提出更为苛刻的要求，使其逐步向小型化、集成化和轻量化方向发展。电容器具有高的功率密度、并且具有使用温度范围宽、快速充放电、使用周期长等优点，可以应用于全自动军舰和混合动力汽车等领域，但其储能密度却相对较低，目前，随着脉冲技术的实际应用需求，要求脉冲电容器在具有高的储能密度和宽的温度稳定性。对于线性材料而言，其储能密度与陶瓷的介电常数和击穿强度的平方成正比，因此需要提高陶瓷的介电常数和击穿强度来提高其储能，但这两者往往左支右绌。

研究发现，通过掺杂和置换固溶改性可以提高陶瓷的介电常数，但是会带来驰豫铁电、空位缺陷和空间电荷，从而提高了其介电损耗。与其他电介电材料相比，纯成份SrTiO₃的相对介电常数较高，可达250左右，而其介电损耗不大于6×10^-4，因此，有望将其运用于实际应用中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高介电常数和频率稳定性的钛酸锶陶瓷的制备方法，提高钛酸锶陶瓷的介电常数并降低了其介电损耗，使其具有较高的频率稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种具有高介电常数和频率稳定性的钛酸锶陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)、先称取1.926g Sr(NO₃)₂加入39mL去离子水中搅拌使其充分溶解，得到溶液A，向溶液A中滴入1mL TiCl₄，得到溶液B；

(2)、取1.248g-2.184g浓度为1mol/L～1.4mol/L的NaOH溶液加入溶液B，充分搅拌，得到乳白色悬浊液C；

(3)、将悬浊液C转移至反应釜中，在180℃下反应12h，得到产物D；

(4)、将产物D倒入离心管中，在离心机中用去离子水进行离心洗涤数次至PH 为中性，球磨，真空干燥后得到SrTiO₃纳米粉体E；

(5)、将SrTiO₃纳米粉体E过120目筛后通过冷等静压机压成片状的钛酸锶陶瓷坯；

(6)、将钛酸锶陶瓷坯进行烧结，得到纯的钛酸锶陶瓷。

进一步地，所述步骤(2)中NaOH溶液的浓度为1mol/L～1.2mol/L。

进一步地，所述步骤(4)采用转速为6000r/min-8000r/min的球磨机进行湿法球磨。

进一步地，所述步骤(4)的真空干燥是在真空干燥箱中80℃下干燥24h。