[发明专利]一种介电温度稳定的锆钛酸钡基瓷料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种介电温度稳定的锆钛酸钡基瓷料及其制备方法，其组分包括(Ba_1‑xGd_x)(Ti_0.9Zr_0.1)O_3+x/2、MgO及ZnO；制法为首先按摩尔比称量(CH₃COO)₂Ba、Gd(NO₃)₃、C₁₆H₃₆O₄Ti和Zr(NO₃)₄·5H₂O，通过溶胶凝胶法制得主晶相纳米粉体，随后将主晶相粉体与MgO及ZnO经研磨、模压成型制得片状坯体，最后经烧结制得锆钛酸钡基瓷料。本发明通过复合钙钛矿结构纳米主晶相与改性剂的协同作用使瓷料不仅具有高介电常数、低介电损耗的特点，且由于弥散相变的诱发使介电常数温度变化率小于±15％。

技术领域

本发明涉及一种电子陶瓷及其制备方法，尤其涉及一种介电温度稳定的锆钛酸钡基瓷料及其制备方法。

背景技术

钛酸钡(BaTiO₃)是一种优良的介电、压电和铁电材料，可广泛应用于电容器、PTC元件、压电换能器等电子元器件的制造。但其居里点(约120℃)偏高，室温下的介电常数仅为居里温度处介电常数的1/6，从而大大影响了其作为电容器介质的应用范围。

锆钛酸钡[Ba(Zr_xTi_1-x)O₃]作为钛酸钡(BaTiO₃)与锆酸钡(BaZrO₃)形成的固溶体，兼顾了高介电性与居里温度可调等特点，且因其弛豫特性的出现逐渐成为陶瓷电介质材料的研究热点之一。然而，锆钛酸钡基陶瓷高介、低损且介电温度稳定的多参数协同仍是该材料作为X7R、Y5V型电容器介质材料的技术难点之一。期刊《电子元件与材料》2016年第35卷第3期在“Gd₂O₃掺杂对BZT基陶瓷结构和介电性能的影响”一文中公开了一种通过传统固相法制备的BaZr_0.1Ti_0.9O₃+xGd₂O₃(x＝0～0.70)陶瓷，其介电常数高达4355时，介电损耗为0.031且介电常数温度稳定性欠佳。期刊《电子元件与材料》2004年第23卷第10期在“二氧化铈掺杂锆钛酸钡陶瓷性能和结构的研究”一文中公开了一种通过固相法制备的CeO₂掺杂Ba(Zr,Ti)O₃陶瓷，其室温介电常数高达7193，介电常数温度变化率为-80.1％～+19.1％，其室温介电损耗为0.0351。期刊《Journal of Applied Physics》2007年第102卷第8期在“Dielectric properties and relaxor behavior of rare-earth(La,Sm,Eu,Dy,Y)substituted barium zirconium titanate ceramics”一文中公开了一种通过固相法制备的(Ba_1-xLn_x)Zr_0.2Ti_0.8-x/4O₃(x＝0-0.04,Ln＝La,Sm,Eu,Dy,Y)系列陶瓷材料，其中x＝0.04，Ln＝La时损耗角正切可低至0.00005，但室温介电常数仅为650。

因此，现亟需一种不仅具备高介电常数，且同时拥有低介电损耗和高介电温度稳定性的锆钛酸钡基瓷料。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种高介电常数、低介电损耗且介电温度稳定性佳的锆钛酸钡基瓷料；

本发明的第二目的是提供该锆钛酸钡基瓷料的制备方法。

技术方案：本发明的介电温度稳定的锆钛酸钡基瓷料，按质量百分比包括如下组分：