[发明专利]一种高介晶界层陶瓷材料及晶界层陶瓷基板的制备方法

权利要求书

1.一种高介晶界层陶瓷材料，其特征在于，包括：

主体材料：钛酸锶；

施主材料：La₂O₃和Nb₂O₅；

烧结助剂：SiO₂和Li₂CO₃；

受主材料：所述受主材料为Bi₂O₃、CuO和ZnO的混合，所述Bi₂O₃、CuO和ZnO的质量比为(0.1～100)：(0.1～100)：(0.1～20)；所述受主材料作为氧化烧结的晶界绝缘化涂覆料；

所述La₂O₃的掺加量为所述钛酸锶的(0.1～1)wt％，所述Nb₂O₅的掺加量为所述钛酸锶的(0.1～1)wt％；

所述SiO₂的掺加量为所述主体材料和施主材料之和的(0.2～1)wt％，所述Li₂CO₃的掺加量为所述主体材料和施主材料之和的(0.5～5)wt％；

所述受主材料使用时与PVA溶液混合，配置的混合溶液为50～100g/L；

所述的高介晶界层陶瓷材料的晶界层陶瓷基板的制备方法包括：

步骤1、将主体材料、施主材料和烧结助剂混合球磨，并干燥过筛，制得混合料；

步骤2、将所述混合料与PVA溶液混合，经流延、叠层、切割、成型，制得膜片；

步骤3、将所述膜片放置于氧化锆板上，并进行叠层；在H₂/N₂＝5％～20％的还原气氛条件下，1200～1300℃温度下还原烧结2～6小时；待炉温冷却至室温后，完成膜片的半导体化，制得半导化基板；

步骤4、将受主材料与PVA溶液混合成悬浊液，并搅拌使固体颗粒在悬浊液中均匀分散；用丝网印刷将所述悬浊液均匀涂覆于所述半导化基板表面；

步骤5、涂覆完成后，对所述半导化基板进行氧化热处理，1000～1150℃温度下氧化烧结1～2小时；待炉温冷却至室温后，制得晶界层陶瓷基板；

在所述步骤1中，混合球磨5～8小时，出料后干燥、过60目筛，所述混合料的粒径为d₅₀＜3μm。

2.一种基于如权利要求1所述的高介晶界层陶瓷材料的晶界层陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1、将主体材料、施主材料和烧结助剂混合球磨，并干燥过筛，制得混合料；

步骤2、将所述混合料与PVA溶液混合，经流延、叠层、切割、成型，制得膜片；

步骤3、将所述膜片放置于氧化锆板上，并进行叠层；在H₂/N₂＝5％～20％的还原气氛条件下，1200～1300℃温度下还原烧结2～6小时；待炉温冷却至室温后，完成膜片的半导体化，制得半导化基板；

步骤4、将受主材料与PVA溶液混合成悬浊液，并搅拌使固体颗粒在悬浊液中均匀分散；用丝网印刷将所述悬浊液均匀涂覆于所述半导化基板表面；

步骤5、涂覆完成后，对所述半导化基板进行氧化热处理，1000～1150℃温度下氧化烧结1～2小时；待炉温冷却至室温后，制得晶界层陶瓷基板；

在所述步骤1中，混合球磨5～8小时，出料后干燥、过60目筛，所述混合料的粒径为d₅₀＜3μm。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述PVA溶液为所述混合料的(20～30)wt％。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，在＜1000℃的低温段，升温速率为5℃/min；在＞1000℃高温段，升温速率为2℃/min，直至升温到还原烧结温度。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤5中，升温速率＞7℃/min，直至升温到氧化烧结温度。