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一种(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质及其制备方法
    【技术领域】

    本发明涉及一种(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质，本发明还涉及该陶瓷介质的制备方法。

    背景技术

    近年来，随着电子工业的飞速发展，高压陶瓷介质和电声换能压电陶瓷等的应用领域越来越广泛，这些陶瓷电容器介质材料和压电陶瓷的主要发展趋势是高介电系数、低损耗、高耐压等。钛酸锶钡(Ba_xSr_1-xO₃，BST)材料既具有BaTiO₃(BT)的高介电常数和低介质损耗，又具有SrTiO₃(ST)结构稳定的特点，是非常理想的介电材料，它是功能陶瓷中应用最广、发展极为迅速而且很有发展前途的电子陶瓷材料。稀土氧化物是(Ba，Sr)TiO₃介质材料最为常用的添加剂，它已在许多方面表现出良好的作用。长期以来，国内外对中高压陶瓷介质和和电声换能压电陶瓷材料的研究十分活跃。黄新友等报道了La₂O₃、CeO₂、Y₂O₃等稀土氧化物对(Ba，Sr)TiO₃铁电陶瓷介质性能的影响(黄新友等.稀土氧化物在(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷材料中的应用，现代技术周刊，2001年第1期.)、Tao Hu，Tim J.Price等人研究了B₂O₃-LiCO₃对Mn掺杂(Ba，Sr)TiO₃陶瓷性能的影响(Tao Hu，Tim J.Price，et al，the effect of Mn on microstructure and properties ofBaSrTiO₃ with B₂O₃-LiCO₃，Journal of the European Ceramic Society，25(2005)2531～2535)，但这些研究材料的介电常数偏低，介电损耗较高。

    【发明内容】

    本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种掺杂了稀土氧化物(Ba，Sr)TiO₃，介电常数高、介质损耗低、电容温度变化率低的陶瓷介质材料；

    本发明的另一个目的是提供一种工艺简单，能生产出上述(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质的制备方法。

    为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

    一种(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质，包括以下质量百分含量的以下组分：

    BaCO₃        46.01～69.32％

    SrCO₃        1.03～22.48％

    TiO₂         28.00～30.50％

    Y₂O₃         0.3107～0.3637％

    MgO          0.1590～0.1706％

    ZnO          0.1107～0.1690％

    MnO₂         0.1660～0.1706％

    Sb₂O₃        0.1305～0.1361％；

    一种制备上述(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质的制备方法，包括以下步骤：

    a、按上述配方的质量百分比称取原料BaCO₃、TiO₂、SrCO₃，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混合球磨12h-36h，得到料浆；

    b、将上述料浆烘干，在1030℃-1100℃合成1.5-3h，得预合成料；

    c、在上述预合成料中按质量百分比再配入其它组成原料，将配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料∶球∶水＝1∶1∶1.5混合球磨12h-36h；

    d、将上述配料烘干，然后加入7％-10％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，造粒，在100MPa～600MPa压力下成型，经1260℃-1340℃保温1h-6h进行烧结，之后随炉冷却到室温，既制得本发明的陶瓷介质；

    如上所述的制备方法，其中步骤d中所述的聚乙烯醇水溶液其浓度为5％。

    综上所述，本发明的有益效果：

    本发明中在陶瓷介质中添加了稀土氧化物，由于的加入稀土氧化物使得本发明(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质的介电系数可达3100，介质损耗为0.0110，介电系数的温度变化率为+10～-17％，该瓷料完全符合LTCC技术的应用要求。

    【具体实施方式】

    下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：

    实施例1

    按照质量百分比称取46.01gBaCO₃、30.50gTiO₂、22.48gSrCO₃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混合球磨24h，将球磨后的料浆烘干，在1050℃合成2h，在预合成料中按质量百分比再配入0.3637gY₂O₃、0.1706gMgO、0.1690gZnO、0.1706gMnO₂、0.1361gSb₂O₃原料。

    将配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料∶球∶水＝1∶1∶1.5混合球磨24h，烘干后加入8％的浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，造粒、在300Mpat条件下成型、经1320℃保温3h进行烧结，之后随炉冷却到室温，制得本发明的陶瓷介质。在烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属银电极，可制得陶瓷电容器。该陶瓷介质的介电系数为3100，介质损耗为0.0110，介电系数的温度变化率为+10～-17％。

    实施例2

    按照质量百分比称取69.32gBaCO₃、28.77gTiO₂、1.03gSrCO₃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混合球磨24h，将球磨后的料浆烘干、在1050℃合成2h，在预合成料中按质量百分比再配入0.3138gY₂O₃、0.1590gMgO、0.1107gZnO、0.1660gMnO₂、0.1305gSb₂O₃原料。

    将配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料∶球∶水＝1∶1∶1.5混合球磨24h，烘干后加入8％的浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，造粒、在300Mpat条件下成型、经1320℃保温3h进行烧结，之后随炉冷却到室温，制得本发明的陶瓷介质。在烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属银电极，可制得陶瓷电容器。该陶瓷介质的介电系数为3100，介质损耗为0.0110，介电系数的温度变化率为+10～-17％。

    实施例3

    按照质量百分比称取67.80gBaCO₃、28.46gTiO₂、1.051gSrCO₃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混合球磨24h，将球磨后的料浆烘干、在1050℃合成2h，在预合成料中按质量百分比再配入0.321gY₂O₃、0.1689gMgO、0.1688gZnO、0.1594gMnO₂、1.3508gSb₂O₃原料。

    将配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料∶球∶水＝1∶1∶1.5混合球磨24h，烘干后加入8％的浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，造粒、在300Mpat条件下成型、经1320℃保温3h进行烧结，之后随炉冷却到室温，制得本发明的陶瓷介质。在烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属银电极，可制得陶瓷电容器。该陶瓷介质的介电系数为3100，介质损耗为0.0110，介电系数的温度变化率为+10～-17％。

    实施例4

    按照质量百分比称取65.80gBaCO₃、30.46gTiO₂、1.051gSrCO₃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混合球磨24h，将球磨后的料浆烘干、在1050℃合成2h，在预合成料中按质量百分比再配入0.331gY₂O₃、0.1689gMgO、0.1588gZnO、0.1594gMnO₂、1.3508gSb₂O₃原料。

    将配料置于球磨机中，以去离子水为球磨介质，按照料∶球∶水＝1∶1∶1.5混合球磨24h，烘干后加入8％的浓度为5％的聚乙烯醇水溶液，混合均匀，造粒、在300Mpat条件下成型、经1320℃保温3h进行烧结，之后随炉冷却到室温，制得本发明的陶瓷介质。在烧成瓷片的两面均匀涂敷和烧渗金属银电极，可制得陶瓷电容器。该陶瓷介质的介电系数为3100，介质损耗为0.0110，介电系数的温度变化率为+10～-17％。

    本发明中在陶瓷介质中添加了稀土氧化物，由于的加入稀土氧化物使得本发明(Ba，Sr)TiO₃基陶瓷介质的介电系数可达3100，介质损耗为0.0110，介电系数的温度变化率为+10～-17％，该瓷料完全符合LTCC技术的应用要求。