专利名称：Ni掺杂(Ba，Sr)TiO<sub>3</sub>基陶瓷介质材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷介质材料及其制备方法，属于陶瓷介质 及电容器的制备技术。
背景技术：
长期以来，国内外对中高压陶瓷电容器的研究十分活跃。这些研究主要集中在两个方 向上-
材料的配方通过改变材料配方，掺杂某些其它离子达到材料改性的目的。黄新友等 报道了La2Cb、 Ce02 、 Y203等稀土氧化物对(Ba， Sr)Ti03铁电电容器的某些性能的影响， 但是由于是综述性质的，不具有实际的指导意义(黄新友等.稀土氧化物在(Ba， Sr)Ti03 基陶瓷材料中的应用，现代技术周刊，2001年第l期.)。靳正国等研究了Dy203、 La203等 稀土氧化物对BaTi03铁电介质瓷介电性能的影响，由于其体系的居里点在室温以上，得 到的材料介电损耗达到了 1.5% (靳正国等.Dy203和La203掾杂对BaTi03铁电陶瓷介电 特性的影晌，硅酸盐学报，2001， 29 (5).)。国外的Tao Hu， Tim J. Price等人研究了 B203-LiC03对Mn掺杂(Ba， Sr)Ti03陶瓷性能的影响，由于研究体系的居里温度均在室温 以上，因而该体系显示了较高的介电损耗， 一般均在1%以上，离目标要求还比较远(Tao Hu, Tim J. Price, et al, the effect of Mn on microstructure and properties of BaS1TiO3 with B2O3-LiCO3, Journal of the European Ceramic Society, 25(2005) 2531 2535.)。
材料的工艺通过对材料各个工艺过程，包括对原料制备工艺过程的控制，获得理想
的材料。王疆瑛等用溶胶一凝胶法先制得(Ba， Sr)Ti03粉体，再在较低温度下制得了(Ba， Sr)Ti03铁电陶瓷，结果表明，获得的材料介电常数偏低(王疆瑛等.钛酸锶钡(BaxSr,-xTi03) 陶瓷制备及其介电性能的研究，功能材料，2004,2 (35) 212-213.)。 O. P. Thakur， Chandra Prakash等人研究了微波烧结对Baa95So.Q5Ti03铁电陶瓷性能的影响，但获得的材料的介电 损耗最小值也达到了 2.17% (O. P. Thakur， Chandra Prakash, et al, dielectric behavior of Bao.95S0.05TiO3 ceramics sintered by microwave, Materials Science and Engineering, B96 (2002) 221 225.)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷介质材料及其制备方法，该 Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷介质材料具有高介电常数、低损耗、耐高压的性能，其制备方 法过程简单。
本发明是通过以下技术方案加以实现的， 一种Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷介质材料， 其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及摩尔比百分含量组成Ba,.xSrxTiLyNiy03: 98.5%，其中，x=0,29 0.58， y=0 0.06; Mn02: 0.4 0.7%; MgO: 1.1 1.4%。
上述Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷介质材料制备方法，其特征在于包括以下过程 将BaC03、 Ti02、 NiO和SrC03按Ba,-xSrxTi,.yNiy03摩尔比配料，然后将该配料置于 球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水=1:1:2混合磨球12 h-36 h,将球磨后 的料浆烘干、在温度1030。C-1100。C合成1.5-3 h，在预合成料中按摩尔比配入Mn02和 MgO，将该配料.置于球蘑机屮，以去离子水为球磨介质，按照料球:水=1:1:1.5混合磨球 12h-36h，烘T，然后加入7%-10%的质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，过筛 造粒、在100-600MPa压力成型、经温度126(TC-1340。C保温1 h-6 h进行烧结，之后随炉 冷却到室温，烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属电极，制得Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶 瓷介质材料。
本发明的突出优点是通过调节基础配方中Ba和Sr的比例，将系统的居里点调至室 温以下，系统在室温及其以上温度都将处于顺电态，可以大大降低系统的介质损耗。通过 掺杂NiO,介电损耗和介电温谱得到了改善。
具体实施例方式
实施例
选取94,17 mol% Ba0.62Sr38TiO3 + 1.24 mol% MgO + 0.57 mol Mn02 + 4.02 mol% NiO配 料。然后将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料球:水=1:1:2混合磨 球24h，将球磨后的料衆烘千、在1080'C合成2h,在预合成料中按摩尔比配入Mn02和 MgO，将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球水=1:1:1.5混合磨球 24 h，烘干，然后加入8%的浓度为5%的聚乙烯醉水溶液，混合均匀，过筛造粒、在300MPa 压力成型、经温度132(TC保温2h进行烧结，之后随炉冷却到室温，烧成瓷片的两面均匀 涂敷和烧渗金属电极，制得Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷电介质材料。
权利要求
1. 一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO3基陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及摩尔比百分含量组成Ba1-xSrxTi1-yNiyO398.5％，其中，x＝0.29～0.58，y＝0～0.06；MnO20.4～0.7％；MgO1. 1～1.4％。
2. —种权利要求l所述的Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03基陶瓷介质材料制备方法，其特征在 于包括以下过程将BaC03、 Ti02、 NiO和SrC03按Ba^SrxTi卜yNiy03摩尔比配料，然后 将该配料置于球磨机(l'，以去离子水为球磨介质，按照料:球水=1:1:2混合磨球12 h-36 h， 将球磨后的料浆烘:「 、在温度103(TC-1100'C合成1.5-3 h，在预合成料屮按摩尔比配入 Mn02和MgO，将该配料置于球蘑机中，以去离子水为球磨介质，按照料:球:水=1:1:1.5 混合磨球12h-36h，烘干，然后加入7%-10%的质量浓度为5%的聚乙烯醉水溶液，混介 均匀，过筛造粒、在100-600MPa压力成型、经温度1260。C-1340。C保温lh-6h进行烧结， 之后随炉冷却到室温，烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属电极，制得Ni掺杂(Ba， Sr)Ti03 基陶瓷介质材料。
全文摘要
本发明涉及一种Ni掺杂(Ba，Sr)TiO<sub>3</sub>基陶瓷介质材料及其制备方法。所述的Ni掺杂(Ba，Sr)TiO<sub>3</sub>基陶瓷介质材料由Ba<sub>1-x</sub>Sr<sub>x</sub>Ti<sub>1-y</sub>Ni<sub>y</sub>O<sub>3</sub>、MnO<sub>2</sub>和MgO按摩尔比组成。其制备方法包括，将BaCO<sub>3</sub>、TiO<sub>2</sub>、NiO和SrCO<sub>3</sub>按摩尔比配料球磨混合，混合料浆烘干、合成，在预合成料中按摩尔比配入MnO<sub>2</sub>和MgO，球磨混合，加入聚乙烯醇水溶液，造粒过筛、压力成型和烧结，制得Ni掺杂(Ba，Sr)TiO<sub>3</sub>基陶瓷介质材料。本发明的优点是通过调节基础配方中Ba和Sr的比例，将系统的居里点调至室温以下，系统在室温及其以上温度都将处于顺电态，大大降低系统的介质损耗。
文档编号C04B35/462GK101423386SQ20081015325
公开日2009年5月6日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者曲远方, 李远亮 申请人:天津大学