一种铁电微晶玻璃电介质材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种铁电微晶玻璃电介质材料及其制备方法，属于功能陶瓷材料领域。其制备方法为：以BaCO3、TiO2、SiO2、Al2O3为起始原料，按照aBaO·bTiO2·cSiO2·dAl2O3的比例配料，经球磨研磨混合后烘干，在1400～1650℃保温2～6h高温熔融；再经快速冷却后得到高致密的均匀玻璃，在一定温度下进行受控析晶得到铁电微晶玻璃电介质。由该方法得到的铁电微晶玻璃电介质的介电常数在100～400范围内可调，直流击穿场强高达54kV/mm。本发明可用于脉冲电容器、直流超高压电容器的制造。

主权项

一种制备铁电微晶玻璃电介质材料的方法，该铁电微晶玻璃电介质材料的化学式为aBaO·bTiO2·cSiO2·dAl2O3，其中，0.97≤a/b≤1.48，c＝0.22，d＝0.11，a+b+c+d＝1，以上均为摩尔百分比，通过调节微晶玻璃材料组成中BaO与TiO2的比例，采用整体析晶法和烧结法，制备晶粒细小、分布均匀的铁电微晶玻璃介质材料，其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：1)以纯度大于99％的BaCO3、TiO2、SiO2、Al2O3为起始原料，严格按照aBaO·bTiO2·cSiO2·dAl2O3的比例配料，然后将这些原料在行星球磨机中加入球磨介质研磨4～6h，烘干后在1400～1650℃保温2～6h熔融；2)将步骤1)所得到的高温熔体快速浇注至金属模具中，然后经切割获得厚度为0.2～1mm的玻璃薄片；或将步骤1)所得到的高温熔体经过冷轧工艺制备出厚度0.1～1mm之间连续可调的薄片；或将步骤1)所得到的高温熔体进行快速水淬，再将水淬得到的玻璃颗粒在星型球磨机中加入球磨介质研磨10～20h，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)中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1～2h促使钛酸钡主晶相成核，然后在800～1100℃温度下保温1～3h使晶核长大，得到以具有钙钛矿结构的钛酸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涂覆粘结性能和导电性能良好的中温银浆料，在500℃温度下烧结固化形成金属银电极，以制得晶粒细小、分布均匀的铁电微晶玻璃介质材料。