本發(fā)明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種具有中溫?zé)Y(jié)、用于MLCC的高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著電子器件逐漸步向微型化、集成化、低能耗的方向發(fā)展，多層陶瓷電容器(MLCC)也日益小型化，因此，MLCC用陶瓷材料不僅要具備高的介電常數(shù)，同時也需要兼具較低的燒結(jié)溫度和較低的介電損耗。

以BaTiO₃為基的陶瓷電容器用介質(zhì)材料，受到了廣泛的關(guān)注。鋯鈦酸鋇(Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃)是ZrO₂摻雜BaTiO₃所形成固溶體系。該體系具有高的介電常數(shù)(～20000)和適中的介電損耗(～0.08)，但該體系的燒結(jié)溫度較高(1350℃)，因此，進(jìn)一步降低該體系的燒結(jié)溫度以降低能耗同時使該體系兼具較高的介電常數(shù)和較低的介電損耗，成為研究者的研究熱點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，是為降低Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃介質(zhì)材料的燒結(jié)溫度，并進(jìn)一步降低材料的介電損耗，以適應(yīng)電子器件不斷向集成化和低功耗方向發(fā)展的需要。本發(fā)明以BaCO₃、TiO₂、ZrO₂、Li₂CO₃為原料，通過簡單固相法制備一種具有中溫?zé)Y(jié)的MLCC用介質(zhì)材料。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種中溫?zé)Y(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料，其化學(xué)式為：Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃+xwt％Li₂CO₃，其中外加的Li₂CO₃為x＝0.1～2.0wt％；

該中溫?zé)Y(jié)陶瓷電容器用高介電常數(shù)陶瓷介質(zhì)材料的制備方法，具有如下步驟：

(1)將BaCO₃、TiO₂、ZrO₂按化學(xué)計量式Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃進(jìn)行配料，將原料放入聚酯罐中，加入去離子水和氧化鋯球后，球磨4～8小時；

(2)將步驟(1)球磨后的原料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后過40目篩；

(3)將步驟(2)過篩后的原料放入中溫爐中，于1050～1200℃預(yù)燒，保溫2～6小時；

(4)將步驟(3)預(yù)燒后的原料與外加的0.1wt％～2.0wt％Li₂CO₃進(jìn)行混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨10～15小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機壓制成型為坯體；

(5)將步驟(4)的坯體于1250℃～1295℃燒結(jié)，保溫1～10小時，制成具有中溫?zé)Y(jié)的陶瓷電容器用高介電常數(shù)介質(zhì)陶瓷材料。

所述步驟(1)采用行星式球磨機進(jìn)行球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。

所述步驟(4)粉末壓片機的成型壓力為2～4Mpa。

所述步驟(4)坯體的直徑為10mm，厚度為1mm。

所述步驟(5)的燒結(jié)溫度為1250℃。

所述步驟(4)Li₂CO₃的摻雜比例為2.0wt％。

本發(fā)明通過簡單固相法制備了一種中溫?zé)Y(jié)的MLCC用介質(zhì)材料Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃+xwt％Li₂CO₃(x＝0.1～2.0wt％)。其介電常數(shù)ε_r為4789～11831，介電損耗為0.003～0.1，燒結(jié)溫度為1250℃～1295℃。該制備方法簡化了材料的制備工藝，節(jié)省了時間成本和能源成本。

具體實施方式

本發(fā)明以BaCO₃(分析純)、TiO₂(分析純)、ZrO₂(分析純)、Li₂CO₃(分析純)為初始原料，通過簡單固相法制備陶瓷電容器用介質(zhì)陶瓷材料。

具體實施方案如下：

1.將BaCO₃、TiO₂、ZrO₂按化學(xué)計量式Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃進(jìn)行配料，配比為：16.4797g BaCO₃、5.3375g TiO₂、2.058g ZrO₂，將約20g的混合粉料放入聚酯罐中，加入200ml去離子水，加入150g的鋯球后，在行星式球磨機上球磨6小時，球磨機的轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分；

2.將球磨后的原料置于干燥箱中，于100℃烘干，而后過40目篩；

3.將過篩后的原料放入中溫爐，于1100℃預(yù)燒，保溫4小時；

4.將步驟(3)預(yù)燒后的原料與外加的0.1wt％～2.0wt％Li₂CO₃進(jìn)行混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨12小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機以4MPa的壓力壓制成型為坯體，坯體的直徑為10mm，厚度為1mm。

5.將坯體于1250～1295℃℃燒結(jié)，保溫1～10小時，制成具有中溫?zé)Y(jié)的陶瓷電容器用高介電常數(shù)的介質(zhì)陶瓷材料。

通過HEWLETT PACKARD 4278A測試所得制品的介電性能。

具體實施例的主要工藝參數(shù)及其介電性能詳見表1。

表1