[发明专利]一种氧化铝包覆钛酸锶钡的复合粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波介质陶瓷材料领域和粉体表面处理技术领域，具体是一种氧化铝包覆钛酸锶钡的复合粉体及其制备方法。

背景技术

钛酸锶钡(Ba_1-xSr_xTiO₃)是钛酸锶(SrTiO₃)固溶于钛酸钡(BaTiO₃)形成的固溶体。钛酸锶钡材料具非常高的介电可调性，可以在很宽的范围内调整材料介电常数和居里温度，使其在相控阵天线、铁电记忆材料、传输线和无线通讯等领域中的均具有很大的应用潜力。从20世纪90年代中期开始美国军备研究实验室对钛酸锶钡材料进行了系统的研究。随后，英国、法国、日本、瑞典和俄罗斯等国也开始积极从事这方面的研究。

纯Ba_1-xSr_xTiO₃陶瓷的介电常数高，这就导致材料在微波元器件中的插入损耗很高，限制了其在微波领域中的应用。因此，适当地降低Ba_1-xSr_xTiO₃陶瓷在微波频段下的介电常数，同时又使材料具有高的可调性，对该材料体系在微波领域中的实用化具有重要的意义。

目前国外主要采用在Ba_1-xSr_xTiO₃系统中掺入多种金属氧化物，如氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化硼(B₂O₃)等的方法进行改性，从而降低材料的介电常数和介电损耗。Al₂O₃的添加可以降低Ba_1-xSr_xTiO₃材料的介电常数和损耗，少量掺杂时，Al³⁺能进入Ba_1-xSr_xTiO₃材料的晶格，促进结晶，提高材料的可调性。传统制备Ba_1-xSr_xTiO₃/Al₂O₃复合材料采用将固相反应得到的Ba_1-xSr_xTiO₃和Al₂O₃粉体机械混合后煅烧，致使成份不够均匀且烧结温度过高，造成Ba_1-xSr_xTiO₃材料晶粒过大，影响其电性能。以化学的方法把Al₂O₃包覆在Ba_1-xSr_xTiO₃颗粒的表面，烧结时可以阻止Ba_1-xSr_xTiO₃颗粒的长大，使得烧结体中的Ba_1-xSr_xTiO₃晶粒粒度控制在较小的范围，从而优化烧结体的介电性能。

发明内容

为克服现有技术中存在的Ba_1-xSr_xTiO₃材料晶粒过大，影响其电性能的不足，本发明提出了一种氧化铝包覆钛酸锶钡的复合粉体及其制备方法。

本发明以Ba_1-xSr_xTiO₃和AlCl₃为前驱物材料，前驱物材料组成为(1-y)Ba_1-xSr_xTiO₃+yAlCl₃，其中x＝0.3～0.7，y＝25wt％～60wt％。以去离子水作为溶剂，用氨水调节溶液的pH值，以PMAA-NH₄为分散剂，PMAA-NH₄平均分子量为5000，采用液相包覆法制备Al₂O₃包覆的Ba_1-xSr_xTiO₃复合粉体，具体制备步骤如下：