[发明专利]一种电子功能陶瓷及其制造方法和应用

说明书

本发明公开了一种有机酸盐电子功能陶瓷及其制造方法和应用，化学组成包括单一的有机酸盐，有机酸式盐包括草酸系有机酸式盐、谷氨酸系有机酸式盐、柠檬酸系有机酸式盐、甲酸系有机酸式盐、乙酸系有机酸式盐或葡萄糖酸系有机酸式盐。采用单一有机酸式盐粉末进行烧结，烧结时的压力载荷为150MPa‑350MPa，烧结温度为20℃‑300℃，升温速率为10‑15℃/min，烧结时间为40‑150min，烧结完成后得到致密度≥95％的有机酸盐电子功能陶瓷。有机酸盐电子功能陶瓷在压敏电阻、微波介质陶瓷和磁介电耦合陶瓷的应用。在降低工艺难度和成本的前提下，得到了具有显著的直流电压敏特性或者优异微波介电性能的电子功能陶瓷。

技术领域

本发明属于电力电子以及电子信息应用领域，涉及一种电子功能陶瓷及其制造方法和应用。

背景技术

电子功能陶瓷由于其自身具有的物理性质，如：声学、光学、热学、电学、磁学及力学性质，被广泛应用在电子信息、微电子、物联网传感器领域。传统的电子功能陶瓷是由一种无机化合物制备而成或者由多种无机化合物通过不同的加工工艺制备得到致密的复合陶瓷材料。

传统的电子功能陶瓷要想实现掺杂有机高分子材料来改善自身物理性能，需要采用低温烧结技术，将有机高分子材料掺杂如无机化合物基体中形成复合陶瓷材料。虽然这种方式能够实现无机-有机复合，但是存在成分组元种类多，工业化生产中配方比例调控难以精准，导致最终陶瓷产品性能均一性差，良品率不高的劣势。其次，部分使用到的无机化合物和有机高分子材料的价格昂贵，不利于工业中的成本控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电子功能陶瓷及其制造方法和应用，在降低工艺难度和成本的前提下，得到了具有显著的直流电压敏特性、微波介电特性以及磁性的电子功能陶瓷。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电子功能陶瓷的制造方法，采用单一有机酸式盐粉末进行烧结，烧结时的压力载荷为150MPa-350MPa，烧结温度为20℃-300℃，升温速率为10-15℃/min，烧结时间为40-150min，烧结完成后得到电子功能陶瓷。

优选的，有机酸式盐粉末包括草酸系有机酸式盐粉末、谷氨酸系有机酸式盐粉末、柠檬酸系有机酸式盐粉末、甲酸系有机酸式盐粉末、乙酸系有机酸式盐粉末或葡萄糖酸系有机酸式盐粉末系列下单一有机酸式盐。

优选的，有机酸式盐粉末进行烧结前，进行湿式球磨至少8h，将湿式球磨后的产物在50℃-80℃的温度下烘干18h-24h。

优选的，有机酸式盐粉末进行烧结前，进行研磨10-20分钟，直至粉体颗粒呈现面粉状为止。

优选的，有机酸式盐粉末进行烧结前，进行研磨10-20分钟，在研磨过程中，陆续加入1.2-1.5mol/L的醋酸水溶液，直至粉体呈现湿润状态。

优选的，有机酸式盐粉末进行烧结前，进行研磨10-20分钟，在研磨过程中，陆续加入去离子水，直至粉体呈现湿润状态。

一种电子功能陶瓷，化学组成包括单一的有机酸盐。

优选的，有机酸式盐包括草酸系有机酸式盐、谷氨酸系有机酸式盐、柠檬酸系有机酸式盐、甲酸系有机酸式盐、乙酸系有机酸式盐或葡萄糖酸系有机酸式盐系列下的单一有机酸式盐。

优选的，该陶瓷致密度≥95％，电流电压非线性系数大于10，电学击穿场强大于1000V/mm，微波介电性能品质因数大于1000GHz，介电常数为4-10。

一种基于上述任意一项所述电子功能陶瓷在压敏电阻、微波介质陶瓷和磁介电耦合陶瓷的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：