专利名称：具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料科学领域，涉及一种具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料
及其制备方法。
背景技术：
随着电子工业对于集成度的要求越来越高，往往是在很小的芯片上集成的元器件 数以千万计。因此包括电容器在内的元器件的微型化和小型化是必然趋势。而有效介电常 数越大的材料，占用相同的资源能够获得更大的电容，从而满足各种电路上的功能。因此， 巨介电常数材料就能够使用更少的资源，占用更少的体积。因此，研究开发出高效的巨介电 常数材料对于大规模集成电路技术的发展有着十分重要的意义。另外，随着信息和无线电 通信技术的飞速发展，电子器件的尺寸越来越小，集成度越来越高。这就要求电子材料具有 多功能特性，例如，磁介电性能、磁光性能等。为了满足多功能元器件的要求，人们就制备磁 电复合材料方面开展了许多的研究工作。这些复合材料同时具有电容和电感特性，可以用 于制备小型滤波器、天线、EMI抑制器等。目前具有巨介电常数的材料的CaCu3Ti4012等虽具 有高介电常数却没有磁性。目前尚无一种既具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备工艺简单的具有巨介电常数和高磁导率的磁电 复合材料及其制备方法。 为达到上述目的，本发明采用的制备方法为 1)制备Ni。.8Zn。.2Fe204粉体按化学通式Ni。.8Zn。.2Fe204，称取分析纯的Ni0， Zn0和 Fe203配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，在1170°C预烧3小时，将所得块状样品粉碎 后过120目筛得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉体; 2)制备Ba。.6Sr。.4Ti03粉体按化学通式Ba。.6Sr。.4Ti03，称取分析纯的BaC03， SrC03 和Ti02配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，经115(TC预烧3小时，然后将所得块状样 品粉碎后过120目筛得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉体； 3)按xNi08Zn02Fe204/(l-x)Ba0.6Sr0.4Ti03的体积比将Ni08Zn02Fe204和 Ba。.6Sr。.4Ti03粉体混合均匀得混合料，其中0. 6《x《0. 9 ; 4)加入混合料质量份数8% 15X的PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网过 筛，得到所需复合材料的混合粉末；所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶 液； 5)最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在55(TC，保温4小时排除粘合 剂PVA，再在1300 135(TC下烧结0. 5 2小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率 的磁电复合材料的。 按照上述方法制备的所述的具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料的组成 表达式为xNi。.8Zn。.2Fe204/(l-x)Ba。.6Sr。.4Ti03，其中x为Ni。.8Zn。.2Fe204的体积百分数，且
30. 6《x《0. 9，该复合材料在100Hz下介电常数为63000 5. 3 29。
156000，在10MHz下磁导率为
图l为当Nic
料的介电性能；
图2为当Nic
料的介电性能；
图3为当Nic
料的介电性能；
图4为当Nic
料的介电性能； 图5为当Nic
料的磁性能； 图6为当Nic
料的磁性能； 图7为当Nic
料的磁性能； 图8为当Nic
料的磁性能。
3Zn。.2Fe204的体积比为60%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为40%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为70%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为30%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为80%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为20%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为90%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为10%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为60%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为40%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为70%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为30%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为80%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为20%时复合材
3Zn。.2Fe204的体积比为90%，Ba。.6Sr。.4Ti03的体积比为10%时复合材
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 实施例1 :制备Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉体按化学通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，称取分析纯的 Ni0， ZnO和Fe203配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，在117(TC预烧3小时，将所得 块状样品粉碎后过120目筛得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉体；制备Ba。.6Sr。.4Ti03粉体按化学通式 Ba。.eSr。.4Ti03，称取分析纯的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块， 经115(TC预烧3小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉体；再 按0. 6Ni。.8Zn。.2Fe204/0. 4Ba。.6Sr。.4Ti03的体积百分比将Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉体 混合均匀得混合料；其次，加入混合料质量份数15X的PVA粘合剂造粒，经60目与120目 筛网过筛，得到所需复合材料的混合粉末；所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5%的聚乙烯 醇水溶液；最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在55(TC，保温4小时排除粘合剂 PVA，再在135(TC下烧结2小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料。 该复合材料的介电性能见图l，磁性能见图5。 实施例2 :制备Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉体按化学通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，称取分析纯的 NiO， ZnO和Fe203配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，在117(TC预烧3小时，将所得 块状样品粉碎后过120目筛得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉体；制备Ba。.6Sr。.4Ti03粉体按化学通式 Ba。.eSr。.4Ti03，称取分析纯的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块， 经115(TC预烧3小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉体；按0. 7Ni。.8Zn。.2Fe204/。.3Ba。.6Sr。.4Ti03的体积百分比将Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉体混合 均匀得混合料；其次，加入混合料质量份数12X的PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网 过筛，得到所需复合材料的混合粉末；所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇水 溶液；最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550°C ，保温4小时排除粘合剂PVA， 再在132(TC下烧结1. 5小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料。该 复合材料的介电性能见图2，磁性能见图6。 实施例3 :制备Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉体按化学通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，称取分析纯的 NiO， ZnO和Fe203配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，在117(TC预烧3小时，将所得 块状样品粉碎后过120目筛得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉体；制备Ba。.6Sr。.4Ti03粉体按化学通式 Ba。.eSr。.4Ti03，称取分析纯的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块， 经115(TC预烧3小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉体；按 0. 8Ni。.8Zn。.2Fe204/。.2Ba。.6Sr。.4Ti03的体积百分比将Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉体混合 均匀得混合料；其次，加入混合料质量份数8X的PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网过 筛，得到所需复合材料的混合粉末；所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶 液；最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550°C ，保温4小时排除粘合剂PVA，再 在131(TC下烧结1小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料。该复合 材料的介电性能见图3，磁性能见图7。 实施例4 :制备Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉体按化学通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，称取分析纯的 NiO， ZnO和Fe203配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，在117(TC预烧3小时，将所得 块状样品粉碎后过120目筛得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉体；制备Ba。.6Sr。.4Ti03粉体按化学通式 Ba。.eSr。.4Ti03，称取分析纯的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块， 经115(TC预烧3小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉体；按 0. 9Ni。.8Zn。.2Fe204/。. iBa^Sr^TiOs的体积百分比将Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉体混合 均匀得混合料；其次，加入混合料质量份数10X的PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网 过筛，得到所需复合材料的混合粉末；所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5%的聚乙烯醇水 溶液；最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550°C ，保温4小时排除粘合剂PVA， 再在130(TC下烧结0. 5小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料。该 复合材料的介电性能见图4，磁性能见图8。
权利要求
具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料的制备方法，其特征在于1)制备Ni0.8Zn0.2Fe2O4粉体按化学通式Ni0.8Zn0.2Fe2O4，称取分析纯的NiO，ZnO和Fe2O3配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，在1170℃预烧3小时，将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ni0.8Zn0.2Fe2O4粉体；2)制备Ba0.6Sr0.4TiO3粉体按化学通式Ba0.6Sr0.4TiO3，称取分析纯的BaCO3，SrCO3和TiO2配制后球磨4小时，然后烘干，过筛，压块，经1150℃预烧3小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ba0.6Sr0.4TiO3粉体；3)按xNi0.8Zn0.2Fe2O4/(1-x)Ba0.6Sr0.4TiO3的体积比将Ni0.8Zn0.2Fe2O4和Ba0.6Sr0.4TiO3粉体混合均匀得混合料，其中0.6≤x≤0.9；4)加入混合料质量份数8％～15％的PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网过筛，得到所需复合材料的混合粉末；所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液；5)最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550℃，保温4小时排除粘合剂PVA，再在1300～1350℃下烧结0.5～2小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料的。
2. —种按照权利要求1所述的具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料的制备方 法制成的具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料，其特征在于所述的具有巨介电常 数和高磁导率的磁电复合材料的组成表达式为xNi。.8Zn。.2Fe2(V(l-x)Ba。.6Sr。.4Ti03，其中 x为Ni。.8Zn。.2Fe204的体积百分数，且0. 6《x《0. 9，该复合材料在100Hz下介电常数为 63000 156000，在10MHz下磁导率为5. 3 29。
全文摘要
具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料及其制备方法，首先，按xNi0.8Zn0.2Fe2O4/(1-x)Ba0.6Sr0.4TiO3的体积比将Ni0.8Zn0.2Fe2O4和Ba0.6Sr0.4TiO3粉体混合均匀得混合料，其中0.6≤x≤0.9；其次，加入PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网过筛，得到所需复合材料的混合粉末；最后，将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550℃，保温4小时，再在1300～1350℃下烧结0.5～2小时成瓷，即得到具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料的。所述的具有巨介电常数和高磁导率的磁电复合材料在100Hz下介电常数为63000～156000，在10MHz下磁导率为5.3～29。
文档编号C04B35/30GK101747030SQ20091025452
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者朱建锋, 杨海波, 林营, 王芬 申请人:陕西科技大学