一种高介电陶瓷及其制备方法与流程

本发明涉及高介电材料，具体涉及一种高介电陶瓷及其制备方法。

背景技术：

1、介电陶瓷材料因其优异的介电性能而得到广泛应用，如在微电子领域中电容器件要求材料具有高介电常数，微带天线中介质基板也是十分重要的组成部分。其中，钛酸锶是一种具有钙钛矿结构的中心对称的顺电态介质材料，是一种用于广泛的电子功能陶瓷材料，具有介电常数高、介电损耗低的优点。

2、然而，这样的电体陶瓷材料，其结构脆性大，容易损毁并且不易加工，导致在使用的过程中会出现大量的产品损毁，进而加大成本支出。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种高介电陶瓷及其制备方法，用于解决背景技术提出的问题。

2、鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

3、一种高介电陶瓷，由以下原料组成：氧化镁50～60份、二氧化硅60～70份、氮化硅30～40份、烧结助剂10～20份、二氧化钛1～10份以及钛酸盐15～30份。

4、一种高介电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

5、s1、配比原料：首先，使用多个同一规格的容器分别称取氧化镁、二氧化硅与氮化硅，再将各个容器内部的原料集中到搅拌罐中，使其进行时长为1～2h的搅拌混合，期间，间断性添加造孔材料，在保障氧化镁、二氧化硅与氮化三种原料充分混合之后，再将其从搅拌罐转移到预备容器中；

6、s2、干燥研磨：将预备容器的混合原料加入去离子水和氧化锆球磨珠，并统一投放到研磨机中进行球磨，同时，并不间断添加聚乙烯醇，使其混合原料进行初步粘合，再将达到一定粘合程度的原料投放到干燥机中，经过时长为2～3h的干燥处理，再将干燥之后的粘合原料重新投放到预备容器；

7、s3、混料粘合：经过步骤s2的处理，再分别称取烧结助剂、二氧化钛与钛酸盐，使其投放到预备容器中，再将其密封，并投放到震荡机中进行混料混合，促使粘合原料进行二次高度粘合；

8、s4、模具塑形：从预备容器中称取适量的粘合原料，并投放到陶瓷模具中，再将其投放到压模机中进行塑形，从而获取陶瓷生胚；

9、s5、成品烧结：将陶瓷生胚放置到马弗炉内，使其进行时长为6～12h的烧结，再将完成烧结的成品从窑炉中转移出，使其进行自然冷却，从而获取高介电陶瓷成品。

10、为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。

11、进一步的，在步骤s1中，所述造孔材料可以为碳粉、碳酸氢铵和高分子碳水化合物中的任意一种，并且所述氮化硅的粒径为0.5～1.5μm。

12、进一步的，在步骤s1中，所述搅拌罐采用滚筒式搅拌结构，且功率控制在50～70kw。

13、进一步的，在步骤s2中，称量离子水与氧化锆球磨珠质量比为1：2。

14、 6、根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，所述钛酸盐可以为钛酸钙、钛酸钡与钛酸镁任意一种，所述二氧化钛与钛酸盐构成高介电组。

15、进一步的，在步骤s3中，所述烧结助剂的粒径＜1.5μm，所述烧结助剂可以为氧化铝与稀土氧化物中的任意一种。

16、进一步的，在步骤s4中，所述陶瓷模具呈圆柱状，且所述陶瓷模具的内壁设有脱模剂。

17、进一步的，在步骤s5中，所述马弗炉的内部的锻烧温度控制600～800℃。

18、进一步的，在步骤s5中，自然冷却的时长控制在24～36h。

19、相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

20、本发明利用粘结剂进行造粒，因此可得到匀质坯体，烧结后，大量的造空材料碳化后留下气孔，使得整体的材料的介电性能优良，其次，通过氧化镁和石英反应生成硅酸镁晶体，从而使整体材料的强度增加，有效改良了现有陶瓷的脆性缺点，并且热学性能也得到改善。

21、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种高介电陶瓷，其特征在于，由以下原料组成：氧化镁50～60份、二氧化硅60～70份、氮化硅30～40份、烧结助剂10～20份、二氧化钛1～10份以及钛酸盐15～30份。

2.根据权利要求1所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述造孔材料可以为碳粉、碳酸氢铵和高分子碳水化合物中的任意一种，并且所述氮化硅的粒径为0.5～1.5μm。

4. 根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述搅拌罐采用滚筒式搅拌结构，且功率控制在50～70kw 。

5.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s2中，称量离子水与氧化锆球磨珠质量比为1：2。

6.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，所述钛酸盐可以为钛酸钙、钛酸钡与钛酸镁任意一种，所述二氧化钛与钛酸盐构成高介电组。

7.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，所述烧结助剂的粒径＜1.5μm，所述烧结助剂可以为氧化铝与稀土氧化物中的任意一种。

8.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s4中，所述陶瓷模具呈圆柱状，且所述陶瓷模具的内壁设有脱模剂。

9.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s5中，所述马弗炉的内部的锻烧温度控制600～800℃。

10.根据权利要求2所述的一种高介电陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤s5中，自然冷却的时长控制在24～36h。

技术总结
本发明提供了一种高介电陶瓷及其制备方法，其原料组成：氧化镁50～60份、二氧化硅60～70份、氮化硅30～40份、烧结助剂10～20份、二氧化钛1～10份以及钛酸盐15～30份，包括以下步骤：S1、配比原料：首先，使用多个同一规格的容器分别称取氧化镁、二氧化硅与氮化硅，再将各个容器内部的原料集中到搅拌罐中，使其进行时长为1～2h的搅拌混合，期间，间断性添加造孔材料，在保障氧化镁、二氧化硅与氮化三种原料充分混合之后，再将其从搅拌罐转移到预备容器中；S2、干燥研磨：将预备容器的混合原料加入去离子水和氧化锆球磨珠，并统一投放到研磨机中进行球磨，同时，并不间断添加聚乙烯醇，使其混合原料进行初步粘合。

技术研发人员：马付根,江南
受保护的技术使用者：安徽晨鑫维克工业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15