wt% Sb2O3与 0· 2wt% Mg0、0. 2wt% Zn0、0. 2wt% MnO 2， 湿法球磨4h后，浆料于130°C烘干，加入粉体质量6%的聚乙烯醇水溶液造粒，聚乙烯醇水 溶液的质量百分比浓度为5 %，过40目分样筛后，在150Mpa下模压成型得到Φ IOmm片状坯 体；将坯体置于氧化锆陶瓷垫板上，经200°C以及600°C分别排胶15min后，控制升温速率为 300°C /h于1300°C烧结2h，随炉冷却至室温得到瓷料。经测试本发明钛酸锶钡基电介质瓷 料的室温介电常数为4932,介电损耗为0.67%，其X射线衍射图谱如图2中的（a)图谱，其 表面微观形貌图如图6所不。
[0031] 实施例4
[0032] 步骤与实施例3基本相同，不同之处在于根据分子式（Baa75Sra25)Ti a 994O3按物质 的量比为〇. 75:0. 25:0. 994称量起始原料BaC03、SrC03、TiO2。经测试本发明钛酸锶钡基电 介质瓷料的室温介电常数为4802,介电损耗为0.54%，其X射线衍射图谱如图2中的（b) 图谱，其表面微观形貌图如图7所示。
[0033] 实施例5
[0034] 步骤与实施例3基本相同，不同之处在于根据分子式（Baa75Sra25)Ti a 992O3按物质 的量比为〇. 75:0. 25:0. 992称量起始原料BaC03、SrC03、TiO2。经测试本发明钛酸锶钡基电 介质瓷料的室温介电常数为4415,介电损耗为0.56%，其X射线衍射图谱如图2中的（c) 图谱，其表面微观形貌图如图8所示。
[0035] 实施例6
[0036] 根据分子式（Baa7Sra3)Tia995O 3，按照物质的量比0. 7:0. 3:0. 995称量起始原料 BaC03、SrC03、TiO2。将该配料与氧化锆磨球以及去离子水质量比I :5 :2. 5装入尼龙球磨 罐，在行星式球磨机中以转速250r/min进行湿法球磨3h，所得球磨浆料置于料盘，在IKTC 下烘干，将烘干粉料置于氧化铝坩埚压实后，放入箱式电阻炉控制升温速率为250°C /h 在1020°C煅烧6h，预合成（Baa7SrQ.3)TiQ. 99503?体；以瓷料总重为100%计，向99. 3wt% (Baa7Sra3)Tia995O3粉体中加入 0.4wt% Sb2O3与 0· lwt% Mg0、0. lwt% Ζη0、0· lwt% MnO 2， 湿法球磨3h后，浆料于IKTC烘干，加入粉体质量8%的聚乙烯醇水溶液造粒，聚乙烯醇水 溶液的质量百分比浓度为5%，过60目分样筛后，在250Mpa下模压成型得到Φ10_片状坯 体；将坯体置于氧化锆陶瓷垫板上，经250Γ以及580°C分别排胶IOmin后，控制升温速率为 250°C /h于1280°C烧结lh，随炉冷却至室温得到瓷料。经测试本发明钛酸锶钡基电介质瓷 料的室温介电常数为3513,介电损耗为0. 43%，其X射线衍射图谱如图3中的（a)图谱。
[0037] 实施例7
[0038] 根据分子式（Baa7Sra3)Tia995O 3，按照物质的量比0. 7:0. 3:0. 995称量起始原料 BaC03、SrC03、TiO2。将该配料与氧化锆磨球以及去离子水质量比I :5 :2. 5装入尼龙球磨 罐，在行星式球磨机中以转速300r/min进行湿法球磨3h，所得球磨浆料置于料盘，在IKTC 下烘干，将烘干粉料置于氧化铝坩埚压实后，放入箱式电阻炉控制升温速率为250°C /h 在1080°C煅烧4h，预合成（Baa7SrQ.3)TiQ. 99503?体；以瓷料总重为100%计，向98.8wt% (Baa7Sr a3)Tia995O3粉体中加入 0· 6wt% Sb 203与 0· 2wt% Mg0、0. 2wt% Ζη0、0· 2wt% MnO 2， 湿法球磨4h后，浆料于IKTC烘干，加入粉体质量9%的聚乙烯醇水溶液造粒，聚乙烯醇水 溶液的质量百分比浓度为5%，过60目分样筛后，在250Mpa下模压成型得到Φ10_片状坯 体；将坯体置于氧化锆陶瓷垫板上，经250°C以及580°C分别排胶IOmin后，控制升温速率为 250°C /h于1320Γ烧结2h，随炉冷却至室温得到瓷料。经测试本发明钛酸锶钡基电介质瓷 料的室温介电常数为4085,介电损耗为0. 34%。
[0039] 实施例8
[0040] 步骤与实施例7基本相同，不同之处在于根据分子式（Baa75Sra25)TiO 3按物质的量 比为0. 75:0. 25:1称量起始原料BaC03、SrC03、TiO2，聚乙烯醇水溶液的加入量为粉体质量 的3 %。经测试本发明钛酸锶钡基电介质瓷料的室温介电常数为4470,介电损耗为0. 72 %。
[0041] 实施例9
[0042] 步骤与实施例7基本相同，不同之处在于加入的Sb2O3为0. 5wt%，MgO为0. 3wt%、 ZnO为0. 2wt %、Mn02S 0. 2wt %。经测试本发明钛酸锶钡基电介质瓷料的室温介电常数为 3569,介电损耗为0.41%。
[0043] 实施例10
[0044] 根据分子式（Baa7Sra3)Tia995O 3，按照物质的量比0. 7:0. 3:0. 995称量起始原料 BaC03、SrC03、TiO2。将该配料与氧化锆磨球以及去离子水质量比I :7 :3. 5装入尼龙球磨 罐，在行星式球磨机中以转速350r/min进行湿法球磨6h，所得球磨浆料置于料盘，在130°C 下烘干，将烘干粉料置于氧化铝坩埚压实后，放入箱式电阻炉控制升温速率为300°C /h 在1100°C煅烧4h，预合成（Baa7SrQ.3)TiQ. 99503?体；以瓷料总重为100%计，向98. 3wt% (Baa7Sra3)Tia995O3粉体中加入0· 8wt% Sb2O3与 0· 3wt% Mg0、0. 3wt% Ζη0、0· 3wt% Μη02,湿 法球磨6h后，浆料于130°C烘干，加入粉体质量10%的聚乙烯醇水溶液造粒，聚乙烯醇水溶 液的质量百分比浓度为10%，过60目分样筛后，在250Mpa下模压成型得到Φ10_片状坯 体；将坯体置于氧化锆陶瓷垫板上，经200°C以及620Γ分别排胶25min后，控制升温速率为 300°C /h于1330Γ烧结2h，随炉冷却至室温得到瓷料。经测试本发明钛酸锶钡基电介质瓷 料的室温介电常数为3512,介电损耗为0.56%，其X射线衍射图谱如图3中的（b)图谱。
[0045] 实施例11
[0046] 设计 6 组平行实验，烧结温度分别为 1280 °C，1300 °C、1320 °C、1330 °C、1340 °C、 1350°C，其余制备方法与实施例1相同。
[0047] 表1不同的烧结温度制得的钛酸锶钡基电介质瓷料的性能对照表
[0049]由表1可知，第1~4组获得的电介质瓷料的介电常数和介电损耗性能优于第5~ 6组实验，这是由于在1280Γ~1330Γ条件下烧结，瓷料无欠烧或过烧现象，瓷料晶粒发育 完全，粒径均匀，避免因异常晶粒生长而引起的晶粒内部气孔的出现，致密度高，从而使其 介电性能优异。
[0050] 实施例12
[0051] 设计7组平行实验，烧结时间分别为0. 5h、lh、2h、3h、5h、6h、7h，其余制备方法与 实施例1相同。
[0052] 表2不同的烧结时间制得的钛酸锶钡基电介质瓷料的性能对照表
[0054] 由表2可知，第2~6组获得的电介质瓷料的介电常数和介电损耗性能优于第1、 7组实验，这是由于烧结保温1~6h既促使瓷料在烧结后期物理、化学变化的进一步实现， 又避免因保温时间过长而引起的少数晶粒异常生长，使得瓷料粒径分布均匀，气孔率低。
[0055] 实施例13
[0056] 设计5组平行实验，Sb2O3的质量百分比分别为：0. 3 %、0. 4 %、0. 6 %、0. 8 %、 〇. 9 %，其余制备方法与实施例7相同。
[0057] 表3不同的Sb2O3含量制得的钛酸锶钡基电介质瓷料的性能对照表
[0060] 由表3可知，第2~4组获得的电介质瓷料的介电常数性能优于第1、5组，这是由 于晶粒生长抑制剂Sb2O3中Sb 3+离子可占据非化学计量钛酸锶钡基陶瓷的晶格点位，引起 其晶胞常数的改变，从而导致瓷料铁电性的变化，且当Sb 2O3含量为0. 4%~0. 8%时，通过 Sb2O3对瓷料的固溶缓冲、粒界缓冲效应及其对瓷料的移峰效应使得该瓷料表现出高介电常 数、低介电损耗的优异性能。
【主权项】
1. 一种非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料，其特征在于包括如下质量百分比的组分： (Ba1 ,SrJTi1 50398. 3 ~99. 3%、Sb2030. 4 ~0? 8%、ZnOO. 1 ~0? 3%、Mn020. 1 ~0? 3%、 MgOO. 1 ~0.3%，其中X= 0.25~0.3，S=〇~〇.〇〇8。2. 根据权利要求1所述的非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料，其特征在于：所述S= 0. 004 ~0. 006。3. -种制备权利要求1所述的非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料的方法，其特征在于 包括如下步骤： (1)以BaC03、SrC03、TiO2为原料按物质的量比0? 7~0? 75:0? 25~0? 3:0? 992~1制 得配料物，将该配料物经球磨、烘干、煅烧，预合成?a。. 7 ~a75Sra25 ~a3)Tia992 ~从粉体； ⑵按组分比例向上述粉体中加入Sb203、ZnO、MnO2以及MgO制得配料物，将该配料物 经球磨、烘干、造粒，分筛后，模压成型制得坯体； (3)将上述坯体经过排胶处理后，在1280 °C~1330 °C下烧结1~6h制得瓷料。4. 根据权利要求3所述的制备非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料的方法，其特征在 于：步骤（1)中，所述球磨是将配料物与氧化锆磨球以及去离子水混合球磨，其中，所述配 料物与氧化锆磨球以及去离子水的质量比为1:5~7:2. 5~3. 5。5. 根据权利要求3所述的制备非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料的方法，其特征在 于：步骤（1)中，所述煅烧的温度为1020~1100°C，煅烧的时间为2~6h。6. 根据权利要求3所述的制备非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料的方法，其特征在 于：步骤（2)中，所述造粒是采用质量百分比浓度为5~10%的聚乙烯醇水溶液作为粘结 剂，其加入量为粉体质量的3~10%。7. 根据权利要求3所述的制备非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料的方法，其特征在 于：步骤（3)中，所述排胶是先在200~250 °C条件下保温10~25min，再在580~620°C 条件下保温10~25min。8. 根据权利要求3所述的制备非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料的方法，其特征在 于：步骤（3)中，所述烧结的温度为1300~1320°C，烧结的时间为2~3h。
【专利摘要】本发明公开了一种非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料及制备方法，该瓷料包括如下质量百分比的组分：(Ba1-xSrx)Ti1-δO3？98.3～99.3％、Sb2O3？0.4～0.8％、ZnO？0.1～0.3％、MnO2？0.1～0.3％、MgO？0.1～0.3％，其中x＝0.25～0.3，δ＝0～0.008。本发明的优点为非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料为单相固溶体，具有高介电常数、低介电损耗的特点，且通过晶粒生长抑制剂Sb2O3的作用，非化学计量钛酸锶钡基电介质瓷料可得到细晶结构。同时，本发明的制备方法使烧结温度降低至1300℃～1320℃，从而使瓷料气孔率低、致密度高、重复性好。
【IPC分类】C04B35/468, C04B35/622
【公开号】CN105218088
【申请号】CN201510640261
【发明人】张晨, 薛甜甜
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月30日