本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，具体涉及一种具有巨大介电常数同时拥有较低损耗的钛酸钡基电介质陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
随着信息技术的发展，电介质材料以其优异的各项特性而普遍应用于汽车、航空航天以及核工业等技术领域。另外，信息行业(如电子和微电子)的快速发展也对电子元器件的微小型化和多功能化提出了越来越高的要求，电介质材料是电子元器件的重要组成部分，其研究和开发也一直广受关注。作为电介质材料介电性能的重要参数，介电常数和介电损耗是其介电性能研究的重要对象，近几年，对巨大介电常数(ε＞104)、低介电损耗的电介质材料的研究成为信息功能材料研究领域的一大热点。
目前，研究发现Nb2O5掺杂钛酸钡在N2中退火处理后能得到巨大的介电常数，但该体系材料的介电损耗和绝缘特性方面仍有所不足；在空气下烧结，NiO能够减小钛酸钡基介质材料的损耗并提升其绝缘特性。通过两种元素共同掺杂并调节烧结气氛能得到各项性能均较好的钛酸钡基介质材料。
在还原气氛(N2/H2)下烧结，有利于钛酸钡基陶瓷材料氧空位的产生，在这个过程中，为保证电荷平衡会产生电子。根据受、施主元素共同掺杂补偿机制发现受、施主离子会形成特定结构以束缚自由电子，造成“电子钉扎现象”从而达到巨介电常数。通过调节烧结气氛、通气含量等以获得性能最优的钛酸钡基巨介电常数电介质材料。
技术实现要素：
本发明的目的，在于克服大多数巨介电常数材料体系中存在的损耗较高的问题，提供一种兼具巨介电常数与低损耗的钛酸钡基电介质材料及其制备方法，以期望开发出能满足当今大容量电容器制备与应用要求的材料。
本发明通过如下技术方案予以实现。
一种钛酸钡基低损耗巨介电常数电介质材料，其原料组分及其摩尔比为BaCO3：TiO2：Nb2O5：NiO＝1：1：0.001～0.02：0.001～0.02，简称BN0.001N0.001～BN0.02N0.02；
上述钛酸钡基低损耗巨介电常数电介质材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)配料：将原料按摩尔比BaCO3：TiO2：Nb2O5：NiO＝1：1：0.001～0.02：0.001～0.02进行配料，混合球磨4小时后于100℃烘干，并过40目分样筛；
(2)造粒：将步骤(1)过筛后的原料外加质量百分比为7wt％的石蜡作为粘结剂，过80目筛进行造粒，再用粉末压片机压制成坯体；
(3)排胶：将步骤(3)的坯体进行排胶；，
(4)烧结：将排胶后的坯体置于还原气氛炉，通入N2或者N2/H2混合气体，进行还原气氛烧结，烧结温度为1320～1400℃，保温3h，制成钛酸钡基低损耗巨介电常数电介质材料。
所述步骤(2)的坯体为Ф10×1.0～1.5mm的圆片坯体。
所述步骤(3)的坯体经3.5h空气中升温至600℃排胶，并保温5h。
所述步骤(4)的坯体经5℃/min升温速率至1000℃烧结，再以2℃/min升温速率至1320～1400℃进行烧结。
所述步骤(5)的气体流速为N2＝50ml/min，N2/H2＝50：1～5ml/min，气体流量调节主要由混气系统配合气体流量计进行控制。
本发明的原料使用施主元素Nb5+和受主元素Ni2+共同作用以促进钛酸钡基介质材料介电常数大幅度的提升，同时使得钛酸钡基电介质材料保持了较小的介电损耗；通过调节烧结气氛，使得材料的性能达到介电常数ε25℃～6.45×104，介电损耗tanσ～0.0177。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，本发明并不局限于实例。
实施例1
首先，用电子天平称量BaCO3、TiO2、Nb2O5、NiO，按摩尔比1:1:0.01:0.01进行配料,以去离子水：锆球：粉料＝1:1:1掺入去离子水，混合后球磨4h，烘干后再外加质量百分比为7％的石蜡，过80目分样筛造粒。
将造粒后的粉料在3MPa下压制成Ф10×1.2mm的圆片生坯，经3.5h空气中升温至600℃排胶。在流速为50ml/min N2和5ml/min H2混合气流中，再经2℃/min升至1350℃烧结，保温3h，制得巨介电常数钛酸钡基低损耗陶瓷电容器介质材料。
在所得制品上下表面均匀涂覆银浆，经850℃烧渗制备电极，制得待测样品，测试介电性能。
实施例2～8
实施例2～8的不同通气含量和烧结温度以及陶瓷圆片介质材料的介电性能参见表1，其他制作工艺同于实施例1。
本发明的测试方法和检测设备如下：
介电性能测试(交流测试信号：频率为20Hz～1MHz，电压为1V)
使用TH2828S 1MHz同辉精密LCR数字电桥测试样品的电容量C和损耗tanδ，并计算出样品的介电常数，计算公式为：
表1
本发明并不局限于上述实施例，很多细节的变化是可能的，但这并不因此违背本发明的范围和精神。