[发明专利](Na1/2Bi1/2)TiO3/BaTiO3陶瓷介质材料及其电容器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃/BaTiO₃陶瓷介质材料及其电容器的制备方法，属于陶瓷电介质材料及电容器的技术。

背景技术

电容器是电子设备中必不可少的电子器件。常用的电容器按介质区分有纸介电容、云母电容、陶瓷电容、电解电容等。其中陶瓷介质电容器具有体积小，耐热性好，绝缘电阻高，价格低廉等特点。随着电子工业的发展，陶瓷介质电容器已经在电子设备中大量应用。传统陶瓷介质材料，尤其是中高压陶瓷电容器中含有危害着环境和人体健康的铅元素【彭家根，王峰平等.高压电容器用铁电陶瓷[J].电子元件与材料，2006，25(12)：16-19】。近年来，世界各国的科学家都在研制性能优越的无铅陶瓷介质材料以取代传统的含铅陶瓷介质材料，但性能较差，依然不能达到含铅陶瓷介质材料的介电性能，如现有的SrTiO₃基陶瓷介质材料的介电损耗(tanδ)小，但是介电常数(ε_r)也较小【[1]肖军，张启龙等.新型BST基高压电容器陶瓷[J].电子元件与材料，2006，25(11)：p47-49；[2]Wei Chen，Xi Yao and Xiaoyong Wei.Tunability and ferroelectric relaxorproperties of bismuth strontium titanate ceramics[J].APPLIED PHYSICSLETTERS 2007，(9)0182902】；BaTiO₃基陶瓷介质材料介电常数(ε_r)大，但是介电损耗(tanδ)和介电常数的温度变化率(Δε/ε)较大【张吉林，毛祖佑等.交流高压介质瓷料[J].电子元件与材料，2002，21(6)：p1-3】。面对着较大的电子产品市场，无铅陶瓷介质材料的研究和开发无疑具有较大的社会和经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃/BaTiO₃陶瓷介质材料及其电容器的制备方法。该陶瓷介质材料为无铅陶瓷介质材料，它的介电常数(ε_r)高，介电损耗(tanδ)低，介电常数变化率(Δε/ε)小。以该陶瓷介质材料制备电容器，过程简单，制得的电容器性能好。

本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃/BaTiO₃陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及其摩尔百分数组成，且各组分的摩尔百分数之和为100％：

(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃：11.41～11.44％，

BaCO₃：29.71～29.79％，

SrCO₃：13.56～13.60％，

Bi₂O₃：0.1990～0.1995％，

SnO₂：0.4423～0.4435％，

TiO₂：43.77～43.89％，

Y₂O₃：0.0558～0.333％，

ZnO：0.2971～0.2979％，

MnO₂：0.2781～0.2789％。

以上述陶瓷介质材料制备电容器的方法，其特征在于包括以下过程：

1.将Bi₂O₃与Na₂CO₃和TiO₂按照摩尔比为1∶1∶4进行配料，按该配料∶玛瑙球∶去离子水的质量比为1∶1∶1.5混合并置于尼龙球磨罐中湿法球磨4～36h，然后磨料在温度110～120℃烘干，烘干料在坩埚中，以250℃/h～400℃/h的升温速率升温至820℃～870℃保温1～4h合成(Na_1/2Bi_1/2)TiO₃；