[发明专利]一种巨介电常数、低介电损耗陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用固相烧结法制备巨介电常数、低介电损耗的钛酸铜钙(CaCu₃Ti₄O₁₂,以下简写为CCTO)陶瓷材料的方法，属于电子陶瓷材料制备的技术领域。本发明的巨介电常数、低损耗CCTO陶瓷材料，其特征在于：由主料(CaCu₃Ti₄O₁₂)及添加剂(Nb₂O₅)组成,化学组成为CaCu₃Ti_4‑xNb_xO₁₂，其中0≤x≤0.08；在空气气氛下，将CaCO₃、CuO、TiO₂以及Nb₂O₅按比例混合后预烧，然后干压成型，压制成形的生坯升温进行排胶处理，然后继续烧结，最后随炉冷却至室温，获得巨介电常数、低介电损耗陶瓷材料。本发明所用方法工艺简单，易操作，重复性高，样品性能稳定性高，易于实现规模化生产。

技术领域

本发明涉及化学技术领域，具体是一种巨介电常数、低介电损耗陶瓷及其制备方法。

背景技术

CaCu₃Ti₄O₁₂(简写为CCTO)是一种新型的电子陶瓷材料，在室温条件下单晶样品的介电常数接近100000，块状多晶样品的介电常数在10000左右，在较宽的频率范围内材料的介电损耗在0.15左右。同时，在100K到400K范围内，材料的晶体结构不会发生改变。CaCu₃Ti₄O₁₂材料具有的优异的介电性能使得其在集成电路小型化领域、能量存储和传感器领域内具有非常大的应用前景。但是，CCTO自身的介电损耗大是阻碍其实用化的主要因素，因此，保证CCTO陶瓷巨介电常数的同时合理降低介电损耗是保证对此材料在工程上得以应用具有重大意义。

李洁等人在中国专利200710009111.9中采用冷等静压成型工艺，将CCTO陶瓷介电损耗在室温1KHz条件下降至0.026，但介电常数也降至3000左右；赵艳会(赵艳会.共沉淀法制备钛酸铜钙及介电性能研究[D].中国海洋大学,2013,39-48)采用共沉淀法制备CCTO陶瓷，常温下较宽的频率范围内介电损耗相较纯CCTO降低，且介电常数仍可达9775，但共沉淀法工艺复杂，可靠性差，不易实现大规模工业生产。