[发明专利]一种NP0型低温烧结陶瓷电容器介质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种NP0型低温烧结陶瓷电容器介质材料及其制备方法，化学式为Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7；首先采用溶胶-凝胶法预合成Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7纳米陶瓷粉体，经550～750℃热处理，再经球磨、压制成型，并将坯体于875～950℃烧结，保温4小时，制成陶瓷电容器介质材料。本发明生产成本低，制备过程易操作，可适用于大规模的工业生产；纳米粉体的组分均一，化学活性高，过程无污染，具有广阔的应用前景；其烧结温度为875℃，介电常数εr≈90，介电损耗tanδ≤2.6×10-4，电容量温度系数TCC≈-14×10-6/℃。

主权项

一种NP0型低温烧结陶瓷电容器介质材料，化学式为Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7；该NP0型低温烧结陶瓷电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤：(1)溶胶‑凝胶法预合成Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7纳米陶瓷粉体①配制铌的柠檬酸水溶液(a)根据Bi2Zn2/3Nb4/3O7与Bi2Mg2/3Nb4/3O7的化学计量比称取两份Nb2O5，将两份Nb2O5分别放入两份氢氟酸中，水浴加热至Nb2O5全部溶解；(b)向上述两份溶液中加入氨水，调节pH值为～9，生成铌酸沉淀；(c)抽滤洗涤上述两份沉淀，然后将铌酸分别加入柠檬酸的水溶液中，得到铌的柠檬酸水溶液，其中铌离子与柠檬酸的摩尔比为1:6；②将步骤①制得的两份铌的柠檬酸水溶液中分别加入乙二醇，加热搅拌，柠檬酸与乙二醇的摩尔为1:3；③分别配制Zn2+、Bi3+的乙二醇溶液与Mg2+、Bi3+的乙二醇溶液(a)按化学计量比称取五水硝酸铋，六水硝酸锌溶解于乙二醇搅拌均匀，配制Zn2+、Bi3+的乙二醇溶液；(b)按化学计量比称取五水硝酸铋，六水硝酸镁溶解于乙二醇搅拌均匀，配制Mg2+、Bi3+的乙二醇溶液；④Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7溶胶的形成以及Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7纳米粉体的形成(a)将步骤③(a)、③(b)配制的Zn2+、Bi3+的乙二醇溶液与Mg2+、Bi3+的乙二醇溶液分别加入到步骤②配置的两份液体中，搅拌均匀得到铋锌铌溶胶与铋镁铌溶胶；(b)将步骤④(a)制得的铋锌铌溶胶与铋镁铌溶胶按摩尔比3:2混合，搅拌均匀得到Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7溶胶；(c)将步骤④(b)的Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7溶胶置于烘箱中，于80～120℃烘干，形成干凝胶；(d)将步骤④(c)的干凝胶置于高温炉中，于550～750℃热处理得到Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7纳米粉体；(2)将步骤（1）制备好的Bi2(Zn0.6Mg0.4)2/3Nb4/3O7纳米陶瓷粉体外加1.25%聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；(3)将步骤（2）球磨后的粉料于红外干燥箱中烘干，过80目筛；再用粉末压片机以4MPa的压力压制成坯体。(4)将步骤（3）的坯体于875～950℃烧结，保温4小时，制成NP0型低温烧结陶瓷电容器介质材料；(5)测试制品的高频介电性能。