钛酸铜钇钠基巨介电陶瓷材料及其制备方法

摘要

一种钛酸铜钇钠基巨介电陶瓷材料，用下述通式表示的材料组成：Na_xY_yCu₃Ti₄O₁₂，式中x表示Na原子的摩尔数，y表示Y原子的摩尔数，0.005≤x≤0.35，0.55≤y≤2/3。本发明通过配料、预烧、造粒、压片、排胶、烧结、烧银工艺步骤，制备成介电损耗低、介电常数高、电常数频率稳定性好、实用性强、易于生产的钛酸铜钇钠基巨介电陶瓷材料，该方法简单、重复性好、成品率高。实验结果表明，x的取值为0.050时制备的陶瓷材料在1KHz下介电常数为7576，介电损耗为0.020，且介电常数在很宽的频率范围内变化很小，同时介电损耗在很宽的频率范围下≤0.05。

主权项

一种钛酸铜钇钠基巨介电陶瓷材料的制备方法，该陶瓷材料用通式Na_xY_yCu₃Ti₄O₁₂表示的材料组成，式中x表示Na原子的摩尔数，y表示Y原子的摩尔数，x的取值为0.05，y的取值为0.65，其特征在于制备方法由下述步骤组成：(1)配料按通式Na_xY_yCu₃Ti₄O₁₂的化学计量分别称取原料Na₂CO₃、Y₂O₃、CuO、TiO₂，混合均匀，将原料混合物装入尼龙罐中，加入分散剂无水乙醇和球磨介质玛瑙球,无水乙醇与原料混合物的质量比为1∶1.2，用球磨机401转/分钟球磨6～12小时，分离玛瑙球，将原料混合物置于干燥箱内80℃烘干5～10小时，用研钵研磨30分钟，过80目筛；(2)预烧将过80目筛后的原料混合物置于氧化铝坩埚内，用玛瑙棒压实,使其压实密度为1.5g/cm³，加盖，置于电阻炉内930℃预烧保温10小时，自然冷却至室温，出炉；(3)二次球磨将预烧后的烧块用玛瑙研钵研磨，装入尼龙罐中，加入分散剂无水乙醇和球磨介质玛瑙球,无水乙醇与原料混合物的质量比为1∶1.2，用球磨机401转/分钟球磨6～12小时，分离玛瑙球，将预烧后的粉体置于干燥箱内80℃烘干5～10小时，用研钵研磨10分钟，过160目筛；(4)造粒向过160目筛后的粉体中加入质量分数为5％的聚乙烯醇水溶液，每克粉体中加入质量分数为5％的聚乙烯醇水溶液0.4～0.5g，充分搅拌，自然干燥，用研钵研细，过120目筛，制成球状粉粒；(5)压片将造粒后的球状粉粒放入直径为15mm的不锈钢模具内，用100MPa的压力将其压制成1.5mm的圆柱状坯件；(6)烧结将圆柱状坯件放入氧化锆平板上，先用380分钟升至500℃，保温1小时，再以2℃/分钟升温至1050℃，烧结25小时，以2℃/分钟降温至800℃，随炉自然冷却至室温；(7)烧银将烧结后的陶瓷表面打磨，抛光至0.5～0.6mm厚，用酒精搽拭干净，在其上下表面涂覆厚度为0.01～0.03mm的银浆，置于电阻炉中840℃保温30分钟，自然冷却至室温，制备成钛酸铜钇钠基巨介电陶瓷材料。