[发明专利]一种铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料及制备方法

说明书

本发明提供一种铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料及制备方法，所述方法将Nbsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;、BaCOsubgt;3/subgt;和TiOsubgt;2/subgt;经预烧制成铌掺杂的钛酸钡粉体；将NiO和Lisubgt;2/subgt;COsubgt;3/subgt;经预烧制成锂掺杂的氧化镍粉体；将两者均研磨，之后叠层成型，得到复合物，将复合物冷等静压集成型，得到前驱体；将前驱体先在1330‑1400℃下保温，之后降温至50‑500℃，得到铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料。本发明利用掺杂改性、烧结匹配性和扩散作用共同作用提高陶瓷的介电性能，不但具有高的介电常数，而且具有较低的介电损耗，较好的频率稳定性和温度稳定性，高的绝缘电阻率。

技术领域

本发明涉及电介质陶瓷电容器领域，具体涉及一种铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料及制备方法。

背景技术

随着以半导体为基础的微电子行业的快速发展，电子元器件的小型化、集成化及良好的环境稳定性成为现代信息领域的重要发展方向。21世纪以来，巨介电常数材料受到广泛的关注，这种材料是指介电常数10³的电介质材料。这种巨介电材料不仅可以用于制造相对体积小、容量大的电容器，而且作为机电换能器、热电换能器和光电换能器时，也具有较好的转换总能量密度，因而在电子技术领域的各个方面具有广泛的潜在应用。

巨介电材料往往伴随着高的介电损耗(0.5)以及较强的温度、频率依赖性，尤其伴随着特别低的绝缘电阻率，这在一定程度上限制了巨介电材料在微电子行业的潜在应用，其中多层陶瓷电容器(MLCC)在电容器中应用较广。

多层陶瓷电容器在制备时，一般采用陶瓷介质和内置金属(Cu等)电极叠层共烧，而为了防止陶瓷介质的氧化失效，必须使用还原性气氛(N₂、H₂等)烧结，甚至为了与内置金属电极匹配，常常需要调整烧结工艺。目前，尽管在TiO₂、BaTiO₃、SrTiO₃等材料中通过改性可以获取高介电常数，然而为了达到高的绝缘电阻率(DC 100V下10⁹Ω·cm)，往往需要还原性气氛协助，这会使工艺变得很复杂，进而降低了制备效率，增加了工艺成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料及制备方法，利用掺杂改性、烧结匹配性和扩散作用共同作用提高陶瓷的介电性能，不但具有高的介电常数，而且具有较低的介电损耗，较好的频率稳定性和温度稳定性，高的绝缘电阻率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

S1，将Nb₂O₅、BaCO₃和TiO₂按(0.0015-0.0025)：1：(0.995-0.997)的摩尔比经预烧制成铌掺杂的钛酸钡粉体；

将NiO和Li₂CO₃按(0.97-1)：(0-0.035)的摩尔比经预烧制成锂掺杂的氧化镍粉体；

S2，将铌掺杂的钛酸钡粉体和锂掺杂的氧化镍粉体均研磨，之后叠层成型，得到复合物，将复合物冷等静压集成型，得到前驱体；

S3，将前驱体先在1330-1400℃下保温，之后降温至50-500℃，得到铌掺杂的钛酸钡/锂掺杂的氧化镍叠层共烧陶瓷材料。