專利名稱：具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于材料科學領域，涉及一種具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料
及其制備方法。
背景技術：
隨著電子工業對于集成度的要求越來越高，往往是在很小的芯片上集成的元器件 數以千萬計。因此包括電容器在內的元器件的微型化和小型化是必然趨勢。而有效介電常 數越大的材料，占用相同的資源能夠獲得更大的電容，從而滿足各種電路上的功能。因此， 巨介電常數材料就能夠使用更少的資源，占用更少的體積。因此，研究開發出高效的巨介電 常數材料對于大規模集成電路技術的發展有著十分重要的意義。另外，隨著信息和無線電 通信技術的飛速發展，電子器件的尺寸越來越小，集成度越來越高。這就要求電子材料具有 多功能特性，例如，磁介電性能、磁光性能等。為了滿足多功能元器件的要求，人們就制備磁 電復合材料方面開展了許多的研究工作。這些復合材料同時具有電容和電感特性，可以用 于制備小型濾波器、天線、EMI抑制器等。目前具有巨介電常數的材料的CaCu3Ti4012等雖具 有高介電常數卻沒有磁性。目前尚無一種既具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料。
發明內容
本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單的具有巨介電常數和高磁導率的磁電 復合材料及其制備方法。 為達到上述目的，本發明采用的制備方法為 1)制備Ni。.8Zn。.2Fe204粉體按化學通式Ni。.8Zn。.2Fe204，稱取分析純的Ni0， Zn0和 Fe203配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，在1170°C預燒3小時，將所得塊狀樣品粉碎 后過120目篩得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉體; 2)制備Ba。.6Sr。.4Ti03粉體按化學通式Ba。.6Sr。.4Ti03，稱取分析純的BaC03， SrC03 和Ti02配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，經115(TC預燒3小時，然后將所得塊狀樣 品粉碎后過120目篩得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉體； 3)按xNi08Zn02Fe204/(l-x)Ba0.6Sr0.4Ti03的體積比將Ni08Zn02Fe204和 Ba。.6Sr。.4Ti03粉體混合均勻得混合料，其中0. 6《x《0. 9 ; 4)加入混合料質量份數8% 15X的PVA粘合劑造粒，經60目與120目篩網過 篩，得到所需復合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質量濃度為5%的聚乙烯醇水溶 液； 5)最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在55(TC，保溫4小時排除粘合 劑PVA，再在1300 135(TC下燒結0. 5 2小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率 的磁電復合材料的。 按照上述方法制備的所述的具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料的組成 表達式為xNi。.8Zn。.2Fe204/(l-x)Ba。.6Sr。.4Ti03，其中x為Ni。.8Zn。.2Fe204的體積百分數，且
30. 6《x《0. 9，該復合材料在100Hz下介電常數為63000 5. 3 29。
156000，在10MHz下磁導率為
圖l為當Nic
料的介電性能；
圖2為當Nic
料的介電性能；
圖3為當Nic
料的介電性能；
圖4為當Nic
料的介電性能； 圖5為當Nic
料的磁性能； 圖6為當Nic
料的磁性能； 圖7為當Nic
料的磁性能； 圖8為當Nic
料的磁性能。
3Zn。.2Fe204的體積比為60%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為40%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為70%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為30%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為80%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為20%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為90%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為10%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為60%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為40%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為70%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為30%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為80%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為20%時復合材
3Zn。.2Fe204的體積比為90%，Ba。.6Sr。.4Ti03的體積比為10%時復合材
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。 實施例1 :制備Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉體按化學通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，稱取分析純的 Ni0， ZnO和Fe203配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，在117(TC預燒3小時，將所得 塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉體；制備Ba。.6Sr。.4Ti03粉體按化學通式 Ba。.eSr。.4Ti03，稱取分析純的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊， 經115(TC預燒3小時，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉體；再 按0. 6Ni。.8Zn。.2Fe204/0. 4Ba。.6Sr。.4Ti03的體積百分比將Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉體 混合均勻得混合料；其次，加入混合料質量份數15X的PVA粘合劑造粒，經60目與120目 篩網過篩，得到所需復合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質量濃度為5%的聚乙烯 醇水溶液；最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在55(TC，保溫4小時排除粘合劑 PVA，再在135(TC下燒結2小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料。 該復合材料的介電性能見圖l，磁性能見圖5。 實施例2 :制備Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉體按化學通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，稱取分析純的 NiO， ZnO和Fe203配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，在117(TC預燒3小時，將所得 塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉體；制備Ba。.6Sr。.4Ti03粉體按化學通式 Ba。.eSr。.4Ti03，稱取分析純的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊， 經115(TC預燒3小時，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉體；按0. 7Ni。.8Zn。.2Fe204/。.3Ba。.6Sr。.4Ti03的體積百分比將Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉體混合 均勻得混合料；其次，加入混合料質量份數12X的PVA粘合劑造粒，經60目與120目篩網 過篩，得到所需復合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質量濃度為5%的聚乙烯醇水 溶液；最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C ，保溫4小時排除粘合劑PVA， 再在132(TC下燒結1. 5小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料。該 復合材料的介電性能見圖2，磁性能見圖6。 實施例3 :制備Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉體按化學通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，稱取分析純的 NiO， ZnO和Fe203配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，在117(TC預燒3小時，將所得 塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉體；制備Ba。.6Sr。.4Ti03粉體按化學通式 Ba。.eSr。.4Ti03，稱取分析純的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊， 經115(TC預燒3小時，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉體；按 0. 8Ni。.8Zn。.2Fe204/。.2Ba。.6Sr。.4Ti03的體積百分比將Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉體混合 均勻得混合料；其次，加入混合料質量份數8X的PVA粘合劑造粒，經60目與120目篩網過 篩，得到所需復合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質量濃度為5%的聚乙烯醇水溶 液；最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C ，保溫4小時排除粘合劑PVA，再 在131(TC下燒結1小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料。該復合 材料的介電性能見圖3，磁性能見圖7。 實施例4 :制備Ni。. 8Zn。. 2Fe204粉體按化學通式Ni。. 8Zn。. 2Fe204，稱取分析純的 NiO， ZnO和Fe203配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，在117(TC預燒3小時，將所得 塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ni。.8Zn。.2Fe204粉體；制備Ba。.6Sr。.4Ti03粉體按化學通式 Ba。.eSr。.4Ti03，稱取分析純的BaC03，SrC03和Ti02配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊， 經115(TC預燒3小時，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ba。.6Sr。.4Ti03粉體；按 0. 9Ni。.8Zn。.2Fe204/。. iBa^Sr^TiOs的體積百分比將Ni。.8Zn。.2Fe204和Ba。.6Sr。.4Ti03粉體混合 均勻得混合料；其次，加入混合料質量份數10X的PVA粘合劑造粒，經60目與120目篩網 過篩，得到所需復合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質量濃度為5%的聚乙烯醇水 溶液；最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C ，保溫4小時排除粘合劑PVA， 再在130(TC下燒結0. 5小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料。該 復合材料的介電性能見圖4，磁性能見圖8。
權利要求
具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料的制備方法，其特征在于1)制備Ni0.8Zn0.2Fe2O4粉體按化學通式Ni0.8Zn0.2Fe2O4，稱取分析純的NiO，ZnO和Fe2O3配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，在1170℃預燒3小時，將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ni0.8Zn0.2Fe2O4粉體；2)制備Ba0.6Sr0.4TiO3粉體按化學通式Ba0.6Sr0.4TiO3，稱取分析純的BaCO3，SrCO3和TiO2配制后球磨4小時，然后烘干，過篩，壓塊，經1150℃預燒3小時，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Ba0.6Sr0.4TiO3粉體；3)按xNi0.8Zn0.2Fe2O4/(1-x)Ba0.6Sr0.4TiO3的體積比將Ni0.8Zn0.2Fe2O4和Ba0.6Sr0.4TiO3粉體混合均勻得混合料，其中0.6≤x≤0.9；4)加入混合料質量份數8％～15％的PVA粘合劑造粒，經60目與120目篩網過篩，得到所需復合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質量濃度為5％的聚乙烯醇水溶液；5)最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550℃，保溫4小時排除粘合劑PVA，再在1300～1350℃下燒結0.5～2小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料的。
2. —種按照權利要求1所述的具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料的制備方 法制成的具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料，其特征在于所述的具有巨介電常 數和高磁導率的磁電復合材料的組成表達式為xNi。.8Zn。.2Fe2(V(l-x)Ba。.6Sr。.4Ti03，其中 x為Ni。.8Zn。.2Fe204的體積百分數，且0. 6《x《0. 9，該復合材料在100Hz下介電常數為 63000 156000，在10MHz下磁導率為5. 3 29。
全文摘要
具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料及其制備方法，首先，按xNi0.8Zn0.2Fe2O4/(1-x)Ba0.6Sr0.4TiO3的體積比將Ni0.8Zn0.2Fe2O4和Ba0.6Sr0.4TiO3粉體混合均勻得混合料，其中0.6≤x≤0.9；其次，加入PVA粘合劑造粒，經60目與120目篩網過篩，得到所需復合材料的混合粉末；最后，將復合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550℃，保溫4小時，再在1300～1350℃下燒結0.5～2小時成瓷，即得到具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料的。所述的具有巨介電常數和高磁導率的磁電復合材料在100Hz下介電常數為63000～156000，在10MHz下磁導率為5.3～29。
文檔編號C04B35/30GK101747030SQ20091025452
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者朱建鋒, 楊海波, 林營, 王芬 申請人:陜西科技大學