一种高储能密度微晶玻璃电介质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了属于电子材料与器件技术领域的一种高储能密度微晶玻璃电介质材料及其制备方法。微晶玻璃电介质材料的主要组分为BaO、SrO、TiO2、SiO2和Al2O3，其组成掺杂AlF3和MnO2，掺杂AlF3的摩尔数占组分总摩尔数的2～8％，掺杂MnO2的摩尔数占组分总摩尔数的0.1～1％。将原料球磨后煅烧熔融，制备玻璃薄片，进行受控析晶，得到的铁电微晶玻璃电介质涂覆银浆料，烧结固化形成金属银电极，制得高储能密度微晶玻璃电介质。本发明所制备的铁电微晶玻璃介质材料结构致密、晶粒细微，可用于各种高储能密度高压电容器的制造。

主权项

一种高储能密度微晶玻璃电介质材料的制备方法，其特征在于，该方法步骤如下，(1)以纯度大于99％的BaCO3、SrCO3、TiO2、SiO2、Al2O3、AlF3和MnO2为起始原料，按照主要组分BaO、SrO、TiO2、SiO2和Al2O3摩尔比为BaO∶SrO∶TiO2∶SiO2∶Al2O3＝(0.28～0.35)∶(0.05～0.10)∶(0.27～0.35)∶(0.20～0.25)∶(0.04～0.11)，掺杂AlF3的摩尔数占组分总摩尔数的2～8％，掺杂MnO2的摩尔数占组分总摩尔数的0.1～1％，进行配料，然后将这些原料在行星式球磨机中加入球磨介质研磨4～6小时，烘干后煅烧，煅烧温度为1400～1650℃，保温2～6小时高温熔融；(2)将步骤(1)的高温熔体浇注至金属模具中，然后经切割获得厚度为0.2～1mm的玻璃薄片；或者，将步骤(1)的高温熔体经过冷轧工艺制备出厚度为0.1～1mm的玻璃薄片；或者，将步骤(1)的高温熔体进行快速水淬，再将水淬得到的玻璃颗粒在行星式球磨机中加入球磨介质研磨10～20小时，空气气氛下烘干，然后经过压制成型得到厚度为0.5～2mm的薄片；(3)将步骤(2)制备的玻璃薄片进行受控析晶，该析晶过程分为两步，首先在750～850℃温度保温1～2小时促使主晶相成核，主晶相为钛酸锶钡，然后在800～1100℃温度下保温1～3小时使晶核长大，得到以具有钙钛矿结构的钛酸锶钡为主晶相的铁电微晶玻璃电介质；(4)将步骤(3)所得到的微晶玻璃电介质薄片经过丝网印刷工艺涂覆粘结性能和导电性能良好的银浆料，在500～550℃温度下烧结固化形成金属银电极，制得高储能密度微晶玻璃电介质。