[发明专利]一种Ni-BaTiO3复合粉末的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属与介电陶瓷复合粉末的制备方法。

背景技术

金属Ni除具有成本低和熔点较高的特点外，还具备电导率高、电迁移率小、对焊料的耐蚀性和耐热性好等优点，因此超细金属镍粉被广泛用作片式多层陶瓷电容器(MLCC)内电极材料。但贱金属片式多层陶瓷电容器(BME-MLCC)生产中存在着两大问题：第一，因为内电极材料Ni粉在大约300℃就开始收缩，且烧结收缩率达20％以上，而陶瓷介质层在1100～1200℃才开始收缩，烧结收缩率一般在15％～20％之间。这样在烧结过程中，两者的收缩差异将会导致电极与瓷体间开裂，这种收缩差异越大，开裂的可能性与严重程度就越大。因此，MLCC内电极用镍粉应具有较小的烧结收缩率，且尽可能与介质材料的收缩率相匹配。第二，镍内电极浆料与有机黏合剂在空气氛围中共烧而被氧化从而降低其导电性能，为了适应贱金属Ni内电极MLCC氧化气氛烧结的要求，对Ni内电极材料提出了抗氧化性的要求。

为了解决上述问题，人们进行了各种尝试，通过对Ni粉进行表面有机修饰或无机包覆等技术，制成复合材料，提高了Ni粉的抗氧化性和改善了介电层之间的烧结匹配性。

例如“Synthesis and characterization of BaTiO₃-coated Ni particles”(Hatano T，Yamaguchi T，Sakamoto W，et al.Journal of the European Ceramic Society，2004，(24)：507-510.)介绍了一种制备Ni-BaTiO₃复合材料的方法，在一定程度上增强了Ni粉的抗氧化性和介电层之间的烧结匹配性。是先用溶胶凝胶法制备前驱体，然后用电炉高温(600℃以上)煅烧得到产品。其不足之处是，前驱体需经洗涤，烘干等复杂的后续处理，而在煅烧过程中必须严格控制气氛，否则很容易将Ni氧化，在高温煅烧后，需随炉膛冷却到室温才能取出复合粉，否则Ni也会氧化，从600℃以上的高温冷却到室温需10多小时，而这个冷却的过程中必须一直通入惰性气体。这就导致了生产效率低、成本高。

另一名称为“Nickel powder and process for preparing the same”(Asada E，Akimoto Y，Nagashima K，et al.US Patent 6007743，1999-12-28)的专利，利用Ni(NO₃)₂·6H₂O、Ba(NO₃)₂、和TiO(NO₃)₂的混合溶液作为前驱体溶液，采用喷雾热分解技术，在1500℃左右、弱还原性气氛下(CO或H₂等还原性气体)制得了Ni-BaTiO₃复合粉体。该发明所使用高温条件对设备的要求很高，成本也高。

发明内容

本发明的目的，是针对现有技术的不足，提供一种制备Ni-BaTiO₃复合粉末的方法。

本发明的方案为：在搅拌条件下，在浓度为1～2mol/L的硝酸溶液中加入0.006～0.063mol/L的钛酸四异丙酯，制得Ti源溶液；然后按复合率加入0.006～0.063mol/L的Ba²⁺，0.2～1.0mol/L的Ni²⁺，1.2～6mol/L的尿素(按化学计量比Ba∶Ti＝1；CO(NH₂)₂∶Ni＝6)，制得前驱体溶液；将前驱体溶液以喷雾方式喷入竖式反应炉中，在温度为750～1000℃进行热分解反应，得到Ni-BaTiO₃复合粉。所述Ba²⁺为醋酸钡，Ni²⁺为硝酸镍。

从提高产率上考虑，优选范围分别为：钛酸四异丙酯为0.025～0.063mol/L，Ni²⁺为0.4～1.0mol/L，Ba²⁺为0.025～0.063mol/L，尿素为2.4～6mol/L。

本发明方法有以下优点：

1.不仅工艺流程简短，工序紧凑、连续，而且所需处理温度大幅降低；制得的复合粉末不需要复杂的后续处理，直接采用常规手段进行洗涤烘干即可得到产品；