[发明专利]一种耐压陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，特别涉及一种耐压陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

新型陶瓷材料采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理制成具有微细结晶组织的无机材料，具有优异的物理、化学和生物性能，因此称为特种陶瓷。

特种陶瓷材料的主要成分有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等，具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能，具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。

高压陶瓷材料在超出其标准电压下工作时有可能发生灾难性的损坏,其在使用过程中需具有优良的机械韧性，这样才能承受高频率下的机电转换。因此，需要开发具备优良断裂韧性的高压电性能的压电陶瓷材料。

发明内容

针对上述的需求，本发明特别提供了一种耐压陶瓷材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐压陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：

所述组分还包括硼氮六环、锆酸锶和钛酸钡的混合物0.2-5重量份。

所述硼氮六环、锆酸锶和钛酸钡的混合物的质量比为0.5-1：2-4:1。

所述二氧化钛的直径为20-35纳米。

一种耐压陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)称取锆酸钡78-86份、二氧化锰25-30份、硅藻土5-9份、钛酸正丁酯4-9份、二氧化钛2-6份和硼硅酸2-3份，搅拌球磨混合均匀；

(2)高速搅拌20-30min，置于高压釜中20-40分钟，使材料充分分散，加入氯化石蜡1-1.5份进行喷雾造粒，在950-1100℃下烧结，置于氮气气氛中自然冷却，得到耐压陶瓷材料。

步骤2中的所述高速搅拌的搅拌速率为5000-6500r/min。

所述高压釜的压强为18-22MPa，温度为40-60℃。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

(1)本发明的耐压陶瓷材料在制备过程中未添加铅和镉，制得无铅、无镉的耐压陶瓷电容器介质，是环境友好型材料。

(2)本发明的耐压陶瓷材料由于加入了钛酸正丁酯、二氧化钛、硼硅酸和氯化石蜡，保留了材料良好的耐电压性能，同时降低损耗，能大大提高陶瓷电容器的安全性。

(3)本发明的耐压陶瓷材料还可通过加入硼氮六环、锆酸锶和钛酸钡的混合物进一步提供材料的耐电压性能，提高陶瓷电容器的安全性。

(4)本发明的耐压陶瓷材料，其制备方法简单，能大大降低陶瓷电容器的成本，易于工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

(1)称取锆酸钡78kg、二氧化锰25kg、硅藻土5kg、钛酸正丁酯4kg、直径为35纳米的二氧化钛6kg和硼硅酸3kg，搅拌球磨混合均匀；

(2)以5000r/min的搅拌速率搅拌20min，置于高压釜中18MPa、60℃下反应20分钟，使材料充分分散，加入氯化石蜡1kg进行喷雾造粒，在950℃下烧结，置于氮气气氛中自然冷却，得到耐压陶瓷材料。

制得耐压陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。

实施例2

(1)称取锆酸钡78kg、二氧化锰30kg、硅藻土5kg、钛酸正丁酯4kg、直径为20纳米的二氧化钛2kg和硼硅酸2kg，搅拌球磨混合均匀；

(2)以5000r/min的搅拌速率搅拌20min，置于高压釜中18MPa、60℃下反应20分钟，使材料充分分散，加入氯化石蜡1kg进行喷雾造粒，在950℃下烧结，置于氮气气氛中自然冷却，得到耐压陶瓷材料。

制得耐压陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。

实施例3

(1)称取锆酸钡80kg、二氧化锰25kg、硅藻土9kg、钛酸正丁酯9kg、直径为20纳米的二氧化钛6kg和硼硅酸3kg，搅拌球磨混合均匀；

(2)以5000r/min的搅拌速率搅拌30min，置于高压釜中22MPa、40℃下反应40分钟，使材料充分分散，加入氯化石蜡1.5kg进行喷雾造粒，在1100℃下烧结，置于氮气气氛中自然冷却，得到耐压陶瓷材料。

制得耐压陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。

实施例4