[发明专利]一种钛酸钡基无铅高介温度稳定型陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钛酸钡基无铅高介温度稳定型陶瓷材料，由基质组分和掺杂组分组成，基质组分包括BaTiO₃、及BaFe_0.5Nb_0.5O₃，掺杂组分为Bi_0.5Na_0.5TiO₃。所述钛酸钡基无铅高介温度稳定型陶瓷材料的化学表达式为(1‑x)BaFe_0.05Nb_0.05Ti_0.9O₃‑xBi_0.5Na_0.5TiO₃，x=0.04~0.1。本发明还提供了这种钛酸钡基无铅高介温度稳定型陶瓷材料的制备方法。本发明制备工艺简单，材料成本低，而且制得的陶瓷具有较好的温度稳定性、较高的介电常数，有望成为多层陶瓷电容器在技术和经济上兼优的重要候选材料。

技术领域

本发明涉及陶瓷电介质材料领域，具体涉及钛酸钡基无铅高介温度稳定型陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷电容器在脉冲功率系统、电动汽车、航空航天、防御技术等领域广泛使用，是极其关键的电子元器件。随着近年电子元器件小型化、轻量化以及应用领域的多元化，对陶瓷电容器的温稳定性提出了更高要求，在诸如新型车载用电子控制装置、航空航天设备的发动机系统、大功率相控阵雷达等军用电子设备的应用中，要求系统中元器件的工作温度上限提高到175℃甚至200℃以上。钛酸钡基电介质陶瓷由于具有较高的介电常数、较低的介电损耗，是制备MLCC的主要环保材料。但钛酸钡的居里温度在125℃左右，在居里温度附近介电常数变化比较大，容温变化率较大，因此需要通过掺杂、工艺优化、结构控制等方式改善钛酸钡的介温特性，从而获得宽温度稳定性较为理想的陶瓷材料。

BaFe_0.5Nb_0.5O₃陶瓷具有独特的巨介电性能和良好的温度和频率稳定性，具有非常重要的潜在应用。在钛酸钡中用其它离子尤其是Fe离子置换其A位或B位离子可以调控其相变温度、自发极化能力等，使居里温度接近室温，并且可以大大降低其温度依赖性。

Bi_0.5Na_0.5TiO₃是一种A位复合取代的ABO3型钙钛矿铁电体，具有高的居里温度（T_c=320℃），相对较低的烧结温度，还具有由“弥散相变”引起的低容温变化率。在钛酸钡基体中加入Bi_0.5Na_0.5TiO₃会使介电峰进一步宽化，并将体系的居里温度向高温方向移动，提高使用的上限温度，使其具有高温稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛酸钡基无铅高介温度稳定型陶瓷材料及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷。本发明制备工艺简单，材料成本低，而且制得的陶瓷具有较好的温度稳定性、较高的介电常数、低的介电损耗，有可能成为多层陶瓷电容器在技术和经济上兼优的重要候选材料。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：