[发明专利]一种掺杂钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法无效
| 申请号： | 200710200373.3 | 申请日： | 2007-04-02 |
| 公开（公告）号： | CN101050113A | 公开（公告）日： | 2007-10-10 |
| 发明（设计）人： | 刘其斌;翁源泉;刘香东;秦尤敏 | 申请（专利权）人： | 贵州大学 |
| 主分类号： | C04B35/468 | 分类号： | C04B35/468;C04B35/64 |
| 代理公司： | 贵阳中新专利商标事务所 | 代理人： | 郭防 |
| 地址： | 550003贵州*** | 国省代码： | 贵州;52 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 掺杂 钛酸钡 电子 功能 陶瓷 及其 制备 方法 | ||
技术领域：本发明涉及一种掺杂钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法，属于电子功能陶瓷的制备技术领域。
背景技术：目前，制备BaTiO3电子功能陶瓷所用的材料为BaCO3、BaO和TiO2，其制备方法主要有固相烧结法和液相合成法。但这两种制备方法都存在着各自的缺点：固相烧结法对原材料要求较高，产品难以达到分子级混合，物料活性低，能量消耗大，容易引进杂质，其纯度、均一性较差，烧结时间长，反应难以控制，得到的陶瓷元器件成品率低，耐压性能差，陶瓷晶粒较大，有气孔等缺陷；液相烧结法其原料价格昂贵，且制备SrCO3凝胶需高温煅烧后才能转化为SrCO3粉体，存在煅烧时晶粒长大和颗粒硬团聚及成本高等问题。
另外，申请人经研究发现，由于氧化钙具有使居里峰值下降的作用，在BaTiO3电子功能陶瓷中引入CaO杂质，可改变原来的晶胞参数和离子间的相互关系，使居里点向低温或高温方向移动，这就是“移峰效应”。移峰的目的是为了在工作情况下(室温附近)，材料的介电常数和温度关系尽可能平缓，即使居里点远离室温温度。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种掺杂钛酸钡电子功能陶瓷及其制备方法，不仅克服了现有技术所存在的缺点，而且所制备的陶瓷产品导电性能更加优良。
本发明是这样构成的：一种掺杂钛酸钡电子功能陶瓷，是由摩尔比＝0.84～1∶0.16～0∶1的Ba(NO3)2、Ca(NO3)2·4H2O和TiO2制备而成的。
准确地说，它是由摩尔比＝0.9∶0.1∶1的Ba(NO3)2、Ca(NO3)2·4H2O和TiO2制备而成的。
本发明所述掺杂钛酸钡电子功能陶瓷的制备方法为：将Ba(NO3)2和Ca(NO3)2·4H2O溶解，制成溶胶，再将TiO2粉体混入，用磁力搅拌器充分搅拌分散，形成混合先驱体，然后在850～900℃预烧4～6小时制得粉体，球磨后，将粉体压制成坯体，最后用CO2激光器进行烧结，即得掺杂钛酸钡电子功能陶瓷。
CO2激光烧结过程中，宽带激光输出功率P＝400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积D＝14×2mm2，离焦量f＝315mm。该工艺条件是发明人在固定光斑尺寸(14×2mm2)和离焦量(315mm)的前提下，改变宽带激光输出功率和扫描速度，通过正交实验优化、筛选出来的最佳工艺参数。在此工艺条件下烧结出的陶瓷产品性能最好。
本发明的化学原理为：Ba(NO3)2、Ca(NO3)2和TiO2混合、预烧后，在宽带激光的作用下发生化学反应：(1-X)Ba(NO3)2+X Ca(NO3)2+TiO2+H2O→
(Ba1-XCaX)TiO3+2HNO3(其中X＝0～0.16)由于Ba(NO3)2、Ca(NO3)2的混合物与TiO2的投料摩尔比为1∶1，可完全充分地发生反应，反应后即得钙掺杂的钛酸钡电子功能陶瓷。
本发明所制备的电子功能陶瓷具有可靠性高、安全、节电等优点，主要应用于温度敏感元件、限电流元件以及恒温发热元件等方面，具体涉及通信、家电、航空、汽车、电力设备等领域。
与现有技术相比，本发明所用材料价格便宜，激光烧结法耗能少，烧结时间极短(1.5秒左右)，激光烧结制得的钙掺杂BaTiO3陶瓷产品晶粒很细小，无气孔，致密度很高，使产品具有一定的强度，其性能(如导电率、介电常数等)更加稳定可靠。
具体实施方式：
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