C煅烧2小时，得到含有氯盐的NBCTO陶瓷粉体。用80°C的去离子水多次反复洗涤含有氯盐的NBCTO陶瓷粉末，直至用AgNO3溶液检验清洗废液无Cl _。将洗涤后的NBCTO陶瓷粉末干燥后加入质量分数为4.5%的聚乙烯醇水溶液进行造粒，聚乙烯醇水溶液占Naa5Bia5Cu3Ti4O12粉体总质量的2.5%，干燥后用玛瑙研钵充分研磨，过200目筛；粒子在20MPa下分别压制成3片直径为20mm，厚度约为2~3mm的圆片状坯料(三组)，然后在1000°C下烧结8小时，随炉冷却，得到三组致密的NBCTO陶瓷，其XRD图谱如图1所示，从图上可以看到，所得衍射图谱与标准图谱(JCPDS #75-2188 )相符，表明通过本发明提供的方法，可以成功制备NBCTO陶瓷。用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观结构，其扫描图片如图2所示，从图片上可以看到，陶瓷结构致密，无孔洞，晶体形貌多呈六面体状。将上述陶瓷烧结样品表面分别用不同目数的砂纸由粗到细的进行打磨，抛光，在陶瓷表面涂覆导电银浆，于40°C的干燥箱内干燥30分钟即可得到NBCTO陶瓷电极。用宽频介电与阻抗谱仪对其进行介电性能测试，室温下，NBCTO陶瓷的相对介电常数随频率变化曲线如图3所示，从图中可以看出，三组陶瓷样品的相对介电常数比较一致，三条曲线几乎重叠，IKHz时，NBCTO陶瓷的相对介电常数均在1.42X 14左右，表明通过本发明方法合成的陶瓷粉体品质好、组成符合理论设计，制得的陶瓷产品均匀性好，能够发挥NBCTO陶瓷优异的介电性能，克服了现有技术陶瓷成品品质不均的缺陷。
[0019]实施例2
以制备用通式Naa5Bia5Cu3Ti4O12表示的介电陶瓷材料6.897克为例，所用原料及其制备方法与实施例1 一致，其中:
在本实施例的步骤中，将压制成的圆片状生坯1020°C烧结8小时，其他步骤与实施例1中步骤相同，制备成Naa 5Bi0.5Cu3Ti4012巨介电陶瓷材料。将烧结样品两底面被银制成电极，对其进行介电性能测试，如图4所示，IKHz时，NBCTO陶瓷的相对介电常数为1.62X 104。
[0020]实施例3
以制备用通式Naa5Bia5Cu3Ti4O12表示的介电陶瓷材料6.897克为例，所用原料及其制备方法与实施例1 一致，其中:
在本实施例的步骤中，将压制成的圆片状生坯1040°C烧结12小时，其他步骤与实施例1中步骤相同，制备成Natl 5Bitl 5Cu3Ti4O12巨介电陶瓷材料。将烧结样品两底面被银制成电极，对其进行介电性能测试，如图5所示，IKHz时，NBCTO陶瓷的相对介电常数为1.57X 104。
[0021]从上述图中可以看出，室温下，本发明的NBCTO陶瓷的相对介电常数在IKHz时均可达1.4X104，优于现有NBCTO陶瓷的性质，证明本发明在低煅烧温度下获得了化学组成符合理论设计的NBCTO陶瓷，在高介电常数材料领域具有很大的价值。
[0022]实施例4
以制备用通式Naa5Bia5Cu3Ti4O12表示的介电陶瓷材料6.897克为例，所用原料及其制备方法如下:
按通式 Naa5Bia5Cu3Ti4O12的化学计量分别称取原料 Na2CO3 0.265g、Bi2O3 1.165g、CuO
2.387g、T12 3.195g 及 NaCl 1.515g、KCl 1.933g 混合均匀，其中 NaCl 和 KCl 的质量之和为混合物总质量的33%。将配好的物料放入球磨罐中，加入球磨介质玛瑙球和分散介质无水乙醇，以球磨120转/分的转速球磨6小时使其混合均匀。分离玛瑙球，将混合物置于700C的干燥箱内干燥24小时，用玛瑙铂研细后放入氧化铝坩祸中，加盖，650°C煅烧2小时，得到含有氯盐的NBCTO陶瓷粉末。用80°C的去离子水多次反复洗涤NBCTO陶瓷粉末，直至用AgNO3溶液检验清洗废液无Cl _。将干燥的陶瓷粉末在20MPa下压制成直径为20mm，厚度为2~3mm的圆片状坯料，然后在1000°C下烧结4小时，随炉冷却，得到致密的NBCTO陶瓷，其XRD图谱如图6所示。将烧结样品两底面被银制成电极，对其进行介电性能测试，如图7所示，IKHz时，NBCTO陶瓷的相对介电常数为1.21X 104。表明本发明在较低的处理温度下，依然得到了介电性能优良的材料。
[0023]实施例5
以制备用通式Naa5Bia5Cu3Ti4O12表示的介电陶瓷材料6.897克为例，所用原料及其制备方法与实施例4 一致，其中:
在本实施例的步骤中，研细物放入氧化铝坩祸中，加盖，700°C煅烧3小时，得到含有氯盐的NBCTO陶瓷粉末；将压制成的圆片状生坯1020°C烧结8小时，其他步骤与实施例4中步骤相同，制备成Naa 5Bi0.5Cu3Ti4012巨介电陶瓷材料。将烧结样品两底面被银制成电极，对其进行介电性能测试，如图8所示，IKHz时，NBCTO陶瓷的相对介电常数为1.46 X 140
[0024]实施例6
以制备用通式Naa5Bia5Cu3Ti4O12表示的介电陶瓷材料6.897克为例，所用原料及其制备方法与实施例4 一致，其中: 在本实施例的步骤中，研细物放入氧化铝坩祸中，加盖，650°C煅烧4小时，得到含有氯盐的NBCTO陶瓷粉末；将压制成的圆片状生坯1040°C烧结10小时，其他步骤与实施例4中步骤相同，制备成Naa 5Bi0.5Cu3Ti4012巨介电陶瓷材料。将烧结样品两底面被银制成电极，对其进行介电性能测试，如图9所示，IKHz时，NBCTO陶瓷的相对介电常数为1.63X 104。
【主权项】
1.一种制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将Na2C03、Bi203、Cu0和TiCV混合后加入NaCl和KCl得到混合物；将混合物装入玛瑙罐中，以玛瑙球作为球磨介质、无水乙醇为分散剂、混合物与玛瑙球的质量比为1: (3?4)进行球磨处理，球磨产物干燥后研细得到研细物；所述NaCl和KCl的质量之和为混合物总质量的10?50% ； (2)将研细物置于氧化铝坩祸内，加盖，于650?750°C下煅烧2?4小时，自然冷却至室温，即得到含有氯盐的Naa Pia5Cu3Ti4O1^瓷粉体； (3)用去离子水洗涤步骤(2)中得到的含有氯盐的陶瓷粉体，至清洗废液中检测不出氯离子，即完成清洗，干燥后即得到Na。.Pia5Cu3Ti4O1^瓷粉体;然后将Na 0.5Bi0.5Cu3Ti4012^|瓷粉体进行造粒，制成圆片状生坯； (4)将步骤(3)所得的圆片状生坯在空气气氛下于950?1050°C烧结2?12小时，自然冷却至室温，即得到所述的钛酸铜铋钠陶瓷。
2.根据权利要求1所述制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于:步骤(I)中，NaCl与KCl的摩尔比为1: (I?3)。
3.根据权利要求2所述制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于:步骤(I)中，NaCl与KCl的摩尔比为1:1。
4.根据权利要求1所述制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于:步骤(I)球磨处理时，转速为120rpm，球磨时间为6小时；球磨结束后，球磨产物放入干燥箱70°C干燥24小时。
5.根据权利要求1所述制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于:步骤(3)中，所述去离子水的温度为70?80°C。
6.根据权利要求1所述制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于:步骤(3)中，用0.1mol/L的AgNO3溶液检验清洗废液中氯离子含量。
7.根据权利要求1所述制备钛酸铜铋钠陶瓷的方法，其特征在于:步骤(3)中，采用压片法在20 MPa下制备圆片状生还；所述圆片直径为20mm，厚度为2?3mm。
【专利摘要】本发明涉及一种制备Na0.5Bi0.5Cu3Ti4O12陶瓷的方法，以Na2CO3、Bi2O3、CuO和TiO2为原料，加入NaCl、KCl后经过球磨、预烧、成型、烧结后制成产品；本发明的方法可使得各反应原料在较低的温度下进行，并且合成产物纯度高，粒径小，可明显改善钛酸铜铋钠陶瓷的显微结构，进而提高介电性能，在高介电常数材料领域具有很大的价值。
【IPC分类】C04B35-462, C04B35-622
【公开号】CN104844195
【申请号】CN201510207502
【发明人】苏艳丽, 王莹
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月28日