专利名称：钛酸钡基y5p陶瓷介电材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钛酸钡基陶瓷介电材料及其制备方法，具体涉及一种 钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料及其制备方法。
背景技术：
以BaTiO胸瓷为代表的铁电体具有较高的介电常数，是制造铁电陶瓷 介电材料的基础材料，也是目前国内外应用最广泛的电子陶瓷材料。由于 体积小、等效串联电阻小、频率阻抗特性好、适合表面安装、环境因素对 性能影响小等特点，MLCC已经成为电容器的主流。MLCC的瓷料配方一般要 满足X7R (X7代表在工作温区的两个极限温度-55'C和+125T:， R代表电容 量的相对于室温25°(:时的变化率小于或等于±15%) 、 Y5P (Y5代表在工作 温区的两个极限纟显度-3(TC和+85'C， P代表电容量的相对于室温25"C时的 变化率小于或等于±10%) 、 Y5U (U代表电容量的相对于室温25。C时的变 化率-56% +22%)或Y5V (V代表电容量的相对于室温25。C时的变化率 -82% +22%)其中的一个标准。无论那一个标准，其组成主要成分是钛酸 钡(BaTi03)，然后通过对其进行掺杂改性，达到符合个标准的条件。虽 然Y5P温度适用范围没有X7R的温度范围宽，但是其电容量相对于室温的变 化率远远小于X7R的容温变化率，Y5P独特的高温度稳定性为其在特定领域 的应用提供了广阔的前景。
发明内容
本发明提供了一种温度特性好、介电常数高、介质损耗小的高稳定性钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料及制备方法。
为达到上述目的，本发明钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料，包括质量百分 比90 99呢的BaTi03、 0. 05 6%的恥205和0 5%的微晶玻璃粉，所述的微晶 玻璃粉包括质量百分比30 459()的Si02、 5 15。/o的Al2()3、 15 30%的ZnO、 0 10%的8203、 0 1(m的Sn02、 2 5%的？205和0 1.5%的010。
上述钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料按下述步骤制备
1) 微晶玻璃粉的制备
按质量百分比将30 45。/。的Si02、 5 15y。的AlA、 15 30。/。的ZnO、 0 10。/o的BA、 0 1(E的Sn02、 2 5%的&05和0 1. 5。/。的CuO在混料机中混合均 匀后置于高温电阻炉中于800 120(TC熔炼1 5小时，然后水淬，得到玻 璃渣，将玻璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将90 99。/。的BaTi03、 0. 05 6%的恥205和0 5%的微晶 玻璃粉混合，将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合 物质量7yo ll。/。的粘结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经3 7小时自室温升温至600 80(TC 排胶，再经过2 3小时加热至1100。C 13(XrC保温3 5小时即得到钛酸钡 基Y5P陶瓷介电材料。
本发明主要是以BaTi03为基通过掺杂Nb205和微晶玻璃粉制备II类陶瓷 电容器。通过加入微晶玻璃粉， 一方面降低了烧结温度，减少资源浪费， 降低成本，同时对陶瓷微观结构造成影响，使得晶粒更加致密，显著改善 了该介电材料的电容变化率。本发明的钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料介电常 数较高(、2500,,》3000)，介质损耗较小(tgS(^,《6oxKTO，高温度 稳定性(AC/"《100/0)，耐压弓艘大，性能优良，具有广阔的应用发展前景。
具体实施例方式
实施例l:按质量百分比将9鄉的BaTi03和19&的Nb20s混合，将混合物与 去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量8%的粘结剂造粒过 筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；最后将生坯在高温电阻炉中经3 小时自室温升温至700'C排胶，再经过2小时加热至110(TC保温5小时即得 到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例2: 1)微晶玻璃粉的制备按质量百分比将4(m的Si02、 15%的 A1A、 30。/。的ZnO、 10%的8203、 4. 5%的&05和0. 5%的010在混料机中混合均匀 后置于高温电阻炉中于120(TC熔炼1小时，然后水淬，得到玻璃渣，将玻 璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将9(m的BaTi03、 5%的吣205和5%的微晶玻璃粉混合， 将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量10%的粘 结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经5小时自室温升温至60(TC排胶，再 经过3小时加热至120(TC保温4小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例3: 1)微晶玻璃粉的制备按质量百分比将45yo的Si02、 12%的 A1203、 20。/o的ZnO、 8%的8203和10%的31102和5%的&05在混料机中混合均匀后置 于高温电阻炉中于100(TC熔炼3小时，然后水淬，得到玻璃渣，将玻璃渣
干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将95。/。的BaTi03、 2%的恥205和3%的微晶玻璃粉混合， 将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量7%的粘 结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经7小时自室温升温至80(TC排胶，再经过2. 5小时加热至113(TC保温4. 5小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例4: 1)微晶玻璃粉的制备按质量百分比将30。/。的Si02、 15%的 A1A、 30。/。的ZnO、 10%的8203、 1(F。的Sn02、 3. 5%的&05和1. 5。/。的CuO在混料机 中混合均匀后置于高温电阻炉中于80(TC熔炼5小时，然后水淬，得到玻璃 渣，将玻璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将93。/。的BaTi03、 6%的恥205和1%的微晶玻璃粉混合， 将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量9%的粘 结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经6小时自室温升温至63(TC排胶，再 经过3小时加热至130(TC保温3小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例5: l)微晶玻璃粉的制备:按质量百分比将45。/。的Si02、5yo的Al203、 25呢的ZnO、 9%的8203、 10。/。的Sn02、 5%的&05和1%的010在混料机中混合均匀 后置于高温电阻炉中于1100。C熔炼2小时，然后水淬，得到玻璃渣，将玻 璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将96呢的BaTi03、 0. 05%的吣205和3. 95%的微晶玻璃粉 混合，将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量 11呢的粘结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经4小时自室温升温至76(TC排胶，再 经过2小时加热至127(TC保温3. 5小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例6: 1)微晶玻璃粉的制备按质量百分比将45。/。的Si02、 15%的 A1203、 15。/。的ZnO、 10%的8203、 1(F。的Sn02、 4%的？205和1%的010在混料机中混 合均匀后置于高温电阻炉中于90(TC熔炼4小时，然后水淬，得到玻璃渣， 将玻璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉2) 按质量百分比将94。/。的BaTi03、 4%的他205和2%的微晶玻璃粉混合，将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量7%的粘结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经3小时自室温升温至72(TC排胶，再经过2小时加热至1180'C保温4小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例7: 1)微晶玻璃粉的制备按质量百分比将4496的Si02、 14%的A1203、 28。/。的ZnO、 9Q/。的Sn02、 4. 5%的？205和0. 5%的010在混料机中混合均匀后置于高温电阻炉中于105(TC熔炼3.5小时，然后水淬，得到玻璃渣，将玻璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将93y。的BaTi03、 3%的恥205和4%的微晶玻璃粉混合，将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量11%的粘结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经7小时自室温升温至68(TC排胶，再经过3小时加热至1230'C保温3小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
实施例8: 1)微晶玻璃粉的制备按质量百分比将43。/。的Si02、 15%的A1203、 26y。的ZnO、 8%的8203、 5y。的Sn02、 2%的？205和1%的010在混料机中混合均匀后置于高温电阻炉中于95(TC熔炼2.5小时，然后水淬，得到玻璃渣，将玻璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；
2) 按质量百分比将98y。的BaTi03、 1%的恥205和1%的微晶玻璃粉混合，将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合物质量9%的粘结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；
3) 最后将生坯在高温电阻炉中经6小时自室温升温至80(TC排胶，再经过2小时加热至130(TC保温3小时即得到钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料。
权利要求
1、一种钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料，其特征在于，包括质量百分比90～99％的BaTiO3、0.05～6％的Nb2O5和0～5％的微晶玻璃粉，所述的微晶玻璃粉包括质量百分比30～45％的SiO2、5～15％的Al2O3、15～30％的ZnO、0～10％的B2O3、0～10％的SnO2、2～5％的P2O5和0～1.5％的CuO。
2、 钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料的制备方法，其特征在于1) 微晶玻璃粉的制备按质量百分比将30 45y。的Si02、 5 15y。的AlA、 15 3(m的Zn0、 0 10%的8203、 0 10Q/。的Sn02、 2 5%的&05和0 1.5%的010在混料机中混合均 匀后置于高温电阻炉中于800 120(TC熔炼1 5小时，然后水淬，得到玻 璃渣，将玻璃渣干燥后置于球磨机球磨得微晶玻璃粉；2) 按质量百分比将90 99。/。的BaTi03、 0. 05 6%的吣205和0 5%的微晶 玻璃粉混合，将混合物与去离子水混合后球磨3小时，烘干，再加入混合 物质量7。/o ll。/。的粘结剂造粒过筛后在10 60Mpa下压制成圆片形成生坯；3) 最后将生坯在高温电阻炉中经3 7小时自室温升温至600 80(TC 排胶，再经过2 3小时加热至110(TC 130(rC保温3 5小时即得到钛酸钡 基Y5P陶瓷介电材料。
全文摘要
钛酸钡基Y5P陶瓷介电材料及制备方法，采用钛酸钡粉料与五氧化二铌、微晶玻璃粉料混合为主组成的配方和相应的烧结制度，可以获得晶粒均匀，高温度稳定性(ΔC/C<sub>25℃</sub>≤10％)，介电常数较高(ε<sub>(25℃，1kHz)</sub>≥3000)，介质损耗较小(tgδ<sub>(25℃，1kHz)</sub>≤60×10<sup>-4</sup>)，耐压强度大，性能优良的高稳定性的Y5P陶瓷介电材料。适用于滤波、旁路、耦合等电子电路，可用于制作等效串联电阻小、频率阻抗特性好、适合表面安装的多层陶瓷片式电容器(MLCC)，尤其在对温度稳定性要求非常高的电路中。
文档编号C04B35/468GK101492293SQ200910021449
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者杨公安, 王瑾菲, 蒲永平, 新 赵, 陈小龙 申请人:陕西科技大学