专利名称：激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料及方法
技术领域：
本发明涉及一种激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料及方法，属于电子功能陶瓷的制备技术领域。
背景技术：
目前，电子功能陶瓷的制备方法主要有固相烧结法和液相合成法。但这两种制备方法都存在着各自的缺点固相烧结法对原材料要求较高，产品难以达到分子级混合，物料活性低，能量消耗大，容易引进杂质，其纯度、均一性较差，烧结时间长，反应难以控制，得到的陶瓷元器件成品率低，耐压性能差，陶瓷晶粒较大，有气孔等缺陷；液相烧结法其原料价格昂贵，且制备SrCO3凝胶需高温煅烧后才能转化为SrCO3粉体，存在煅烧时晶粒长大和颗粒硬团聚及成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料及方法，以克服现有固相烧结法和液相合成法所存在的缺点。
本发明是这样构成的一种激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料，是由等摩尔比的碳酸锶(SrCO3)和二氧化钛(TiO2)组成的。
所述SrCO3和TiO2的纯度均为99％。
本发明激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的方法为将SrCO3和TiO2以1∶1的摩尔比混合，先用磁力搅拌机搅拌，后用球磨机球磨2小时，混匀后加入粘合剂造粒，颗粒过60目筛，然后在20MPa压力下压制成φ13×(1～2)mm的圆片；圆片于350℃下烘干，以除去粘合剂；取出圆片，用CO2激光直接烧结，即制得钛酸锶电子功能陶瓷。
CO2激光烧结过程中，宽带激光输出功率P＝400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积D＝14×2mm2，离焦量f＝315mm。该工艺条件是发明人在固定光斑尺寸(14×2mm2)和离焦量(315mm)的前提下，改变宽带激光输出功率和扫描速度，通过正交实验优化、筛选出来的最佳工艺参数。在此工艺条件下烧结出的陶瓷产品性能最好。
其中所用的粘合剂为聚乙烯醇。
本发明的化学原理为SrCO3和TiO2混合、造粒、压片后经高温干燥去除粘合剂，在宽带激光的作用下发生化学反应SrCO3+TiO2→SrTiO3+CO2由于SrCO3和TiO2的投料摩尔比为1∶1，可完全充分地发生反应，反应后生成的CO2气体逸出，即得纯度较高的钛酸锶电子功能陶瓷。
本发明所制备的电子功能陶瓷具有可靠性高、安全、节电等优点，主要应用于温度敏感元件、限电流元件以及恒温发热元件等方面，具体涉及通信、家电、航空、汽车、电力设备等领域。
与现有技术相比，本发明所用材料价格便宜，激光烧结法耗能少，烧结时间极短(1.5秒左右)，激光烧结制得的SrTiO3陶瓷产品晶粒很细小，无气孔，致密度很高，使产品具有一定的强度，其性能(如导电率、介电常数等)稳定可靠。
具体实施例方式本发明的实施例1所用材料SrCO3(纯度99％)、TiO2(纯度99％)将SrCO3和TiO2以1∶1的摩尔比混合，先用磁力搅拌机搅拌，后用球磨机球磨2小时，混匀后加入聚乙烯醇作粘合剂造粒，颗粒过60目筛，然后在20MPa压力下压制成φ13×(1～2)mm的圆片；圆片于350℃下烘干，以除去粘合剂(聚乙烯醇)；取出圆片，用CO2激光直接烧结宽带激光输出功率P＝400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积D＝14×2mm2，离焦量f＝315mm；即制得钛酸锶电子功能陶瓷。
权利要求
1.一种激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料，其特征在于它是由等摩尔比的碳酸锶SrCO3和二氧化钛TiO2组成的。
2.按照权利要求1所述激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料，其特征在于所述SrCO3和TiO2的纯度均为99％。
3.如权利要求1或2所述激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的方法，其特征在于将SrCO3和TiO2以1∶1的摩尔比混合，先用磁力搅拌机搅拌，后用球磨机球磨2小时，混匀后加入粘合剂造粒，颗粒过60目筛，然后在20MPa压力下压制成φ13×(1～2)mm的圆片；圆片于350℃下烘干，取出圆片，用CO2激光直接烧结，即制得钛酸锶电子功能陶瓷。
4.按照权利要求3所述激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的方法，其特征在于CO2激光烧结过程中，宽带激光输出功率为400W，扫描速度为150mm/min，光斑面积为14×2mm2，离焦量为315mm。
5.按照权利要求3所述激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的方法，其特征在于所用的粘合剂为聚乙烯醇。
全文摘要
本发明公开了一种激光制备钛酸锶电子功能陶瓷的材料及方法，材料是由碳酸锶和二氧化钛组成的，方法为将SrCO
文档编号C04B35/64GK101041589SQ20071020036
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者刘其斌, 秦尤敏, 翁源泉, 刘香东 申请人:贵州大学