超低tanδ值介質陶瓷材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種超低tanδ值介質陶瓷材料及其制備方法，材料化學式為xBaO?ySrO?zCeO2?uLa2O3?vTiO2?wM，M=MnO2,MgO,NiO,ZrO2。其中(x+y+z+u):v=1:1，0.10≤x≤0.50；0.30≤y≤0.70；0.05≤z≤0.10；0.01≤u≤0.20；0.95≤v≤1.00；w≤0.03；x,y,z,u,v,w均采用摩爾分數。制備方法是配料并將配合料進行球磨，出料烘干后進行煅燒，合成陶瓷粉料；然后粉碎、二次球磨，出料、烘干、過篩、得到粉體，再進行造粒；然后成型，燒結，最終得到超低tanδ值介質陶瓷材料，介電常數可調。
【專利說明】
超低tanS值介質陶瓷材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種陶瓷材料及其制備方法，特別是涉及一種具有低的ta#值的介質 陶瓷材料及其制備方法，應用于特種陶瓷材料工藝技術領域。
【背景技術】
[0002] 高性能的介質陶瓷材料應用非常廣泛，可應用于核物理技術、電子束、諧振器、濾 波器、加速器、相控陣天線等。脈沖功率系統不僅要求儲能元件具有低的tanS值，同時對器 材的高度集成化、小型化，高可靠性和低成本提出了很高的要求。低tanS值可以提高濾波器 的同帶邊緣信號頻率的相應陡度，提高頻率的利用率。在相控陣天線中，低tanS有利于減小 插入損耗，提高每個單位分貝的相移量。隨著脈沖功率器件總量的增加和介質陶瓷的小型 化，介電常數不斷提高，會不可避免的帶來材料tan5值的增加，過高的tan5值增加了能源資 源的浪費，因此如何保證得到適中的介電常數，同時降低過高的tanS值成為了研究的重中 之重。為此，介質陶瓷材料必須具有適中的介電常數和低的介電損耗。
[0003] 在介質陶瓷材料中，BaxSn-xTi03(BST)系列的陶瓷材料具有低的tanS值而備受青 睞。但是由于Ti 4+在高溫燒結過程中容易產生還原現象，造成氧空位濃度增加，導致taM值 增加，對能源的消耗量很大，因而很大程度上限制了 BST系材料的應用。各國科學家及研究 人員都在積極尋找一種新型的可替代BST系材料的介質陶瓷。一般來說，通過離子的部分取 代可以降低介質陶瓷的介電常數和tan5值。浙江大學的Yuhu i Huang等研究了 Ba〇.6Sr〇.4Ti〇3/5wt%MgO陶瓷的介電性能（er=l〇50，tan5=〇 · 〇1)，但其介電性能不夠理想。
【發明內容】
[0004] 為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種 超低tanS值介質陶瓷材料及其制備方法，同時能滿足介電常數可調，并提供一種能滿足實 際應用的介質陶瓷材料，為脈沖功率技術應用領域提供特種陶瓷材料制備工藝。
[0005] 為達到上述發明創造目的，采用下述技術方案： 一種超低tan5值介質陶瓷材料，其化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3_vTi〇2-wM，其復 合材料組分滿足如下數值計量關系：（x+y+z+u): v=l: 1 ;0· 1(Χχ<0· 50;0 · 30<y<0.70; 0.05彡2彡0.10;0.01彡11彡0.20;0.95彡￥彡1.00 ;￥彡0.03;化學式中的叉、7、2、11、￥和￥均 采用摩爾分數計量，其中Μ為Mn〇2、MgO、NiO和Zr〇2中任意一種金屬氧化物或任意幾種的復 合金屬氧化物。
[0006] 作為本發明的第一種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · 5Ba0_0 · 3Sr0_0 · 08Ce〇2_0 · lLa2〇3_〇 · 98Ti〇2_0 · 03 Mn〇2。
[0007] 作為本發明的第二種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · 2Ba〇-〇 · 7Sr〇-〇 · 08Ce〇2_0 · 01La2〇3_〇 · 99Ti〇2_0 · 03 Mn〇2。
[0008] 作為本發明的第三種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · 3Ba〇-〇 · 4Sr〇-〇 · 05Ce〇2_0 · 2La2〇3_〇 · 95Ti〇2_0 · 02 MgO。
[0009] 作為本發明的第四種優選的技術方案，超低tans值介質陶瓷材料的化學式為 0.3Ba0_0.4Sr0 _0.06Ce〇2_0.2La2〇3_0.96T1Ο2 〇
[0010] 作為本發明的第五種優選的技術方案，超低tans值介質陶瓷材料的化學式為 0.2Ba0_0.6Sr0 _0.09Ce〇2_0. lLa2〇3_0.99Ti〇2_0.03 Mg0〇
[0011] 作為本發明的第六種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · lBa〇-〇 · 7Sr〇-〇 · lCe〇2_0 · 05La2〇3-〇 · 95Ti〇2_0 · 03 NiO。
[0012] 作為本發明的第七種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · 2Ba〇-〇 · 6Sr〇-〇 · 06Ce〇2_0 · lLa2〇3-〇 · 96Ti〇2_0 ·01 NiO。
[0013] 作為本發明的第八種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · lBa0_0 · 7Sr0_0 · lCe〇2_0 · 05La2〇3_0 · 95Ti〇2_0 · 02 Zr〇2。
[0014] 作為本發明的第九種優選的技術方案，超低taM值介質陶瓷材料的化學式為 0 · 2Ba0_0 · 6Sr0_0 · 06Ce〇2_0 · lLa2〇3_0 · 96Ti〇2_0 · 03 Zr〇2。
[0015] 一種超低tans值介質陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟： a. 稱量原料組分:按照化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wM的介質陶瓷材料 的復合材料組分化學計量比，計算出所需各原料的質量，選取并分別稱量Ba0、Sr0、Ce0 2、 La2〇3、Ti02和Μ中的金屬氧化物材料作為原料，其中Μ為Mn0 2、Mg0、Ni0和Zr02中任意一種金 屬氧化物或任意幾種的復合金屬氧化物;所采用的原料的質量百分比純度如下：99.7%的 BaO; 99 · 5% 的 SrO; 99 · 9% 的 Ce〇2; 99 · 9% 的 La2〇3; 99 · 7% 的 Ti〇2; 99 · 9% 的 Mn〇2、Mg0、Ni0 或 Zr〇2; 化學式中的1、7、2、1!、7和《均采用摩爾分數計量;化學式中的化學計量參數滿足如下化學計 量比關系 ：（x+y+z+u):v=l:l;0.10<x<0.50;0.30<y<0.70 ;0.05<z<0.10;0.0Ku< 0.20；0.95^v ^1.00；w ^0.03； b. 將在所述步驟a中稱量的各種原料倒入樹脂球磨罐內，采用乙醇體積濃度為90~95 %酒精作為球磨助劑，并將酒精和Zr〇2磨球加入球磨罐內，使球磨罐內的三者重量比關系滿 足原料:磨球:酒精為1:4:1的比例;球磨24小時，混合均勻后出料，得到混合物漿料，再將混 合物漿料在1 〇〇 °C下烘干，得到干燥的均勻混合原料； c. 將在所述步驟b中制備的均勻混合原料在1200°C下煅燒至少2小時，合成制備瓷料； d. 將在所述步驟c中合成好的瓷料倒入球磨罐中再進行二次球磨24小時;球磨罐內的 三者重量比關系滿足瓷料:磨球:酒精助劑的比例為1:4:1;球磨結束后出料，得到瓷粉漿 料，再將瓷粉漿料在100 °C下烘干后過40目篩，得到粒度均勻的中間原料粉體； e. 將在所述步驟d中得到的中間原料粉體中加入質量濃度為10wt%的聚乙稀醇溶液， 混合制成混合料，使聚乙烯醇溶液的質量為混合料質量的7-10wt%，通過中間原料粉體和聚 乙烯醇溶液混合進行造粒，并過40目篩，得到粒度均勻的預燒粉料； f. 將在所述步驟e中制備的預燒粉料放入成型模具中，在100_200MPa壓力下，干壓成 型為設定形狀和尺寸的塊體素坯，然后采用5°C/min的升溫速率，在600°C下將成型好的塊 體素坯恒溫2小時以除去粘結劑，再以5 °C /min的升溫速率，在1350 °C下對塊體素坯燒結至 少2小時，最終制得所需的介質陶瓷材料。作為本發明優選的技術方案，優選將預燒粉料干 壓成型為l〇*5mm的圓柱體的塊體素還。
[0016]本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點： 1.本發明在對BaxSn-xTiOXBST)的研究基礎上，通過離子取代，采用獨特的簡單工藝 制備了新的超低tanS值介質陶瓷材料，成本低廉，易于批量生產，所制備的部分介質陶瓷材 料tanS值甚至可達4.49 X ΚΓ5,介電常數能達到250;顯著優于傳統BST系列的陶瓷材料的 介電性能，并明顯優于現有的1^().631'().41';[03/5￥七%1%0的介電性能（￡ 1^=1050431^=0.01); 2.本發明超低taM值介質陶瓷材料通過成分調控和制備工藝的調整，能實現介電常 數可調，實現低的介電損耗，滿足介質陶瓷材料在不同系列的脈沖功率系統的應用的要求。
【具體實施方式】
[0017] 本發明的優選實施例詳述如下： 實施例一： 在本實施例中，一種超低tans值介質陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟： a. 稱量原料組分:按照化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wMn〇2的介質陶瓷材 料的復合材料組分化學計量比，分別計算出所需各原料的質量，選取并分別稱量Ba0、Sr0、 Ce02、La203、Ti02和Μη0 2中的金屬氧化物材料作為原料;所采用的原料的質量百分比純度如 下：99 · 7%的BaO; 99 · 5%的SrO; 99 · 9%的Ce〇2; 99 · 9%的La2〇3; 99 · 7%的Ti〇2; 99 · 9%的Mn〇2; SP，在 化學式中的1、7、2、11、￥和￥均采用摩爾分數計量，并按照1=0.10，0.20，0.30，0.40， 0.50;y=0.30， 0.40， 0.50， 0·60,0·70;ζ=0·05， 0.06， 0.07， 0.08， 0.09， 0.10;u= 0.01， 0.05， 0.10， 0.15， 0.20; ν=0·95， 0.96， 0.97， 0.98， 0.99，1.00;w= 0·00， 0.01，0.02, 0.03中的一系列化學計量比組合換算出14種原料所需質量的配料組合，然后 稱量各原料，參見表1; b. 將在所述步驟a中稱量的各種原料倒入樹脂球磨罐內，采用乙醇體積濃度為95%酒 精作為球磨助劑，并將酒精和Zr02磨球加入球磨罐內，使球磨罐內的三者重量比關系滿足 原料:磨球:酒精為1:4:1的比例;球磨24小時，混合均勻后出料，得到混合物漿料，再將混合 物漿料在1 〇〇 °C下烘干，得到干燥的均勻混合原料； c. 將在所述步驟b中制備的均勻混合原料在1200°C下煅燒2小時，合成制備瓷料； d. 將在所述步驟c中合成好的瓷料倒入球磨罐中再進行二次球磨24小時;球磨罐內的 三者重量比關系滿足瓷料:磨球:酒精助劑的比例為1:4:1;球磨結束后出料，得到瓷粉漿 料，再將瓷粉漿料在100 °C下烘干后過40目篩，得到粒度均勻的中間原料粉體； e. 將在所述步驟d中得到的中間原料粉體中加入質量濃度為10wt%的聚乙稀醇溶液， 混合制成混合料，使聚乙烯醇溶液的質量為混合料質量的7-10wt%，通過中間原料粉體和聚 乙烯醇溶液混合進行造粒，并過40目篩，得到粒度均勻的預燒粉料； f. 將在所述步驟e中制備的預燒粉料放入成型模具中，在100_200MPa壓力下，將預燒 粉料干壓成型為1〇*5_的圓柱體的塊體素坯，然后采用5°C/min的升溫速率，在600°C下將 成型好的塊體素坯恒溫2小時以除去粘結劑，再以5°C/min的升溫速率，在1350Γ下對塊體 素坯燒結2小時，最終制得所需的介質陶瓷材料。
[0018] 實驗分析測試： 對于本實施例制備的介質陶瓷材料，采用寬頻介電譜(Germany，Novocontrol)及相關 配套儀器測試其介質性能。本實施例制備的xBa〇-y Sr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wMn〇2的介質陶 瓷材料樣品的介電性能測試結果見表1。
[0019] 表1 · xBaO-ySrO-zCeC^nLasCb-vTiC^ifMnC^ 材料的介電性能
從表 1 可知，本實施例制備的Ο · 5Ba〇-〇 · 3Sr〇-〇 · 08Ce〇2-〇 · lLa2〇3-〇 · 98Ti〇2-〇 · 03 Mn〇2 和0·2Ba〇-〇·7Sr〇-〇·08Ce02-0·01La2〇3-〇·99Ti0 2-0·03 Mn02的兩個系列的介質陶瓷材料的 tanS值非常低，分別達到4.49 X 10_5和5.35 X 10_5,相對介電常數分別對應為277和 262,是本實施例14種原料配料組合制備的14個系列的介質陶瓷材料中tanS值較低的兩個 系列，介電性能非常理想，能實現低的介電損耗，滿足介質陶瓷材料在不同系列的脈沖功率 系統的應用要求。
[0020] 實施例二： 本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于： 用MgO代替了 Mn〇2。
[0021 ]在本實施例中，一種超低tanS值介質陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟： a. 稱量原料組分:按照化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wMgO的介質陶瓷材 料的復合材料組分化學計量比，分別計算出所需各原料的質量，選取并分別稱量Ba0、Sr0、 Ce02、La203、Ti02和MgO中的金屬氧化物材料作為原料;所采用的原料的質量百分比純度如 下：99 · 7%的BaO; 99 · 5%的SrO; 99 · 9%的Ce〇2; 99 · 9%的La2〇3; 99 · 7%的Ti〇2; 99 · 9%的MgO;即，在 化學式中的1、7、2、11、￥和￥均采用摩爾分數計量，并按照1=0.10，0.20，0.30，0.40， 0.50;y=0.30， 0.40， 0.50， 0·60,0·70;ζ=0·05， 0.06， 0.07， 0.08， 0.09， 0.10;u= 0.01， 0.05， 0.10， 0.15， 0·20;ν=0·95， 0.96， 0.97， 0.98， 0.99，1.00;w= 0·00， 0.01，0.02, 0.03中的一系列化學計量比組合換算出16種原料所需質量的配料組合，然后 稱量各原料，參見表2; b. 本步驟與實施例一相同； c. 本步驟與實施例一相同； d. 本步驟與實施例一相同； e. 本步驟與實施例一相同； f. 本步驟與實施例一相同。
[0022] 實驗分析測試： 對于本實施例制備的介質陶瓷材料，采用寬頻介電譜(Germany，Novocontrol)及相關 配套儀器測試其介質性能。本實施例制備的xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wMgO的介質陶 瓷材料樣品的介電性能測試結果見表2。
[0023] 表2 · xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2iMgO 材料的介電性能
從表 2 可知，本實施例制備的 0 · 3Ba〇-〇 · 4Sr〇-〇 · 05Ce〇2_0 · 2La2〇3_〇 · 95Ti〇2_0 · 02Mg0、 0 · 3Ba〇-〇 · 4Sr〇-〇 · 06Ce〇2_0 · 2La2〇3_〇 · 96Ti〇2和0 · 2Ba〇-〇 · 6Sr〇-〇 · 09Ce〇2_〇 · lLa2〇3_ 0.99Ti〇2_0.03 MgO的3個系列的介質陶瓷材料的taM值非常低，分別達到1.46 X 10一4、 1.46 X 10_4和1.65 X 10_4,相對介電常數分別對應為328、331和320,是本實施例16種原 料配料組合制備的16個系列的介質陶瓷材料中tanS值較低的3個系列，其中0.38 &0_ 0.4Sr〇-〇 . 06Ce〇2_0.2La2〇3_〇. 96Ti〇2的配料中未采用MgO，本實施制備的介質陶瓷材料的 介電性能非常理想，能實現低的介電損耗，滿足介質陶瓷材料在不同系列的脈沖功率系統 的應用要求。
[0024] 實施例三： 本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于： 用NiO代替了 Mn〇2。
[0025] 在本實施例中，一種超低tanS值介質陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟： a.稱量原料組分:按照化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wNiO的介質陶瓷材 料的復合材料組分化學計量比，分別計算出所需各原料的質量，選取并分別稱量Ba0、Sr0、 Ce02、La203、Ti02和NiO中的金屬氧化物材料作為原料;所采用的原料的質量百分比純度如 下：99 · 7%的BaO; 99 · 5%的SrO; 99 · 9%的Ce〇2; 99 · 9%的La2〇3; 99 · 7%的Ti〇2; 99 · 9%的NiO; SP，在 化學式中的1、7、2、11、￥和￥均采用摩爾分數計量，并按照1=0.10，0.20，0.30，0.40， 0.50;y=0.30， 0.40， 0.50， 0·60,0·70;ζ=0·05， 0.06， 0.07， 0.08， 0.09， 0.10;u= 0.01， 0.05， 0.10， 0.15， 0.20; ν=0·95， 0.96， 0.97， 0.98， 0.99，1.00;w= 0·00， 0.01，0.02, 0.03中的一系列化學計量比組合換算出10種原料所需質量的配料組合，然后 稱量各原料，參見表3; b. 本步驟與實施例一相同； c. 本步驟與實施例一相同； d. 本步驟與實施例一相同； e. 本步驟與實施例一相同； f. 本步驟與實施例一相同。
[0026] 實驗分析測試： 對于本實施例制備的介質陶瓷材料，采用寬頻介電譜(Germany，Novocontrol)及相關 配套儀器測試其介質性能。本實施例制備的xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wNiO的介質陶 瓷材料樣品的介電性能測試結果見表3。
[0027] 表3 · xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2iNiO 材料的介電性能
從表3可知，本實施例制備的0 · lBa〇-〇 · 7Sr〇-〇 · lCe〇2_0 · 05La2〇3_〇 · 95Ti〇2_0 · 03 NiO 和0 · 2Ba〇-〇 · 6Sr〇-〇 · 06Ce〇2_0 · lLa2〇3_〇 · 96Ti〇2_0 · 01 NiO的兩個系列的介質陶瓷材料的 tanS值非常低，分別達到5.72 X 10_4和6.09 X 10_4,相對介電常數分別對應為360和 365,是本實施例10種原料配料組合制備的10個系列的介質陶瓷材料中tanS值較低的兩個 系列，介電性能非常理想，能實現低的介電損耗，滿足介質陶瓷材料在不同系列的脈沖功率 系統的應用要求。
[0028] 實施例四： 本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于： 用 Zr〇2代替了 Mn〇2。
[0029] 在本實施例中，一種超低tanS值介質陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟： a.稱量原料組分：按照化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_w Zr〇2的介質陶瓷 材料的復合材料組分化學計量比，分別計算出所需各原料的質量，選取并分別稱量BaO、 3抑、〇6〇2、1^2〇3、1^〇2和2抑2中的金屬氧化物材料作為原料;所采用的原料的質量百分比純 度如下：99 · 7%的BaO; 99 · 5%的SrO; 99 · 9%的Ce〇2; 99 · 9%的La2〇3; 99 · 7%的Ti〇2; 99 · 9%的Zr〇2; 艮P，在化學式中的x、y、z、u、v和w均采用摩爾分數計量，并按照x=0.10, 0.20，0.30，0.40， 0.50;y=0.30， 0.40， 0.50， 0·60,0·70;ζ=0·05， 0.06， 0.07， 0.08， 0.09， 0.10;u= 0.01， 0.05， 0.10， 0.15， 0.20; ν=0·95， 0.96， 0.97， 0.98， 0.99，1.00;w= 0·00， 0.01，0.02, 0.03中的一系列化學計量比組合換算出12種原料所需質量的配料組合，然后 稱量各原料，參見表4; b. 本步驟與實施例一相同； c. 本步驟與實施例一相同； d. 本步驟與實施例一相同； e. 本步驟與實施例一相同； f. 本步驟與實施例一相同。
[0030]實驗分析測試： 對于本實施例制備的介質陶瓷材料，采用寬頻介電譜(Germany，Novocontrol)及相關 配套儀器測試其介質性能。本實施例制備的xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wZr〇2的介質陶 瓷材料樣品的介電性能測試結果見表4。
[0031 ]表4. xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2iZr〇2材料的介電性能
從表4可知，本實施例制備的0 · lBa〇-〇 · 7Sr〇-〇 · lCe〇2_0 · 05La2〇3_〇 · 95Ti〇2_0 · 02 Zr〇2 和0 · 2Ba〇-〇 · 6Sr〇-〇 · 06Ce〇2_0 · lLa2〇3_〇 · 96Ti〇2_0 · 03 Zr〇2的兩個系列的介質陶瓷材料的 tanS值非常低，分別達到3.07 X 10-3和4.40 X 10-3，相對介電常數分別對應為420和 436,是本實施例12種原料配料組合制備的12個系列的介質陶瓷材料中tanS值較低的兩個 系列，介電性能非常理想，能實現低的介電損耗，滿足介質陶瓷材料在不同系列的脈沖功率 系統的應用要求。
[0032]上面對本發明實施例進行了說明，但本發明不限于上述實施例，還可以根據本發 明的發明創造的目的做出多種變化，凡依據本發明技術方案的精神實質和原理下做的改 變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本發明的發明目的，只要不 背離本發明超低tanS值介質陶瓷材料及其制備方法的技術原理和發明構思，都屬于本發明 的保護范圍。
【主權項】
1. 一種超低tan5值介質陶瓷材料，其特征在于，其化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wM，其復合材料組分滿足如下數值計量關系：（x+y+z+u) :v=l:l;0.1(Xx<0.50; 0.30彡7彡0.70;0.05彡2彡0.10 ;0.01彡11彡0.20;0.95彡￥彡1.00#彡0.03;化學式中的 x、y、z、u、v和w均采用摩爾分數計量，其中Μ為Mn〇2、MgO、NiO和Zr〇2中任意一種金屬氧化物 或任意幾種的復合金屬氧化物。2. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為〇.5Ba〇-0 · 3Sr0_0 · 08Ce〇2_0 · lLa2〇3_0 · 98Ti〇2_0 · 03 Mn〇2。3. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為〇 . 2Ba〇-0 · 7Sr0_0 · 08Ce〇2_0 · 01La2〇3_0 · 99Ti〇2_0 · 03 Mn〇2 〇4. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為0.38&0_ 0 · 4Sr〇-〇 · 05Ce〇2_0 · 2La2〇3-〇 · 95Ti〇2_0 · 02 MgO。5. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為〇.38&〇-0 · 4Sr〇-〇 · 06Ce〇2_0 · 2La2〇3-〇 · 96Ti〇2。6. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為0.28&0_ 0 · 6Sr〇-〇 · 09Ce〇2_0 · lLa2〇3-〇 · 99Ti〇2_0 · 03 MgO。7. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為〇.18&0_ 0 · 7Sr〇-〇 · lCe〇2_0 · 05La2〇3-〇 · 95Ti〇2_0 · 03 NiO。8. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為0.28&0_ 0 · 6Sr〇-〇 · 06Ce〇2_0 · lLa2〇3-〇 · 96Ti〇2_0 ·01 NiO。9. 根據權利要求1所述超低tanS值介質陶瓷材料，其特征在于：其化學式為〇 . IBaO-0.7Sr0_0. lCe〇2_0.05La2〇3_0.95Ti〇2_0.02 Zr〇2。10. 根據權利要求1所述超低tans值介質陶瓷材料，其特征在于:其化學式為〇.28&〇-0 · 6Sr〇-〇 · 06Ce〇2-〇 · lLa2〇3-〇 · 96Ti〇2-〇 · 03 Zr〇2。11. 一種超低tan5值介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： a. 稱量原料組分:按照化學式為xBa〇-ySr〇-zCe〇2-uLa2〇3-vTi〇2_wM的介質陶瓷材料的 復合材料組分化學計量比，計算出所需各原料的質量，選取并分別稱量Ba0、Sr0、Ce0 2、 La2〇3、Ti02和Μ中的金屬氧化物材料作為原料，其中Μ為Mn0 2、Mg0、Ni0和Zr02中任意一種金 屬氧化物或任意幾種的復合金屬氧化物;所采用的原料的質量百分比純度如下：99.7%的 BaO; 99 · 5% 的 SrO; 99 · 9% 的 Ce〇2; 99 · 9% 的 La2〇3; 99 · 7% 的 Ti〇2; 99 · 9% 的 Mn〇2、MgO、NiO 或 Zr〇2; 化學式中的1、7、2、1!、7和《均采用摩爾分數計量;化學式中的化學計量參數滿足如下化學計 量比關系 ：（x+y+z+u):v=l:l;0.10<x<0.50;0.30<y<0.70 ;0.05<z<0.10;0.0Ku< 0.20；0.95^v ^1.00；w ^0.03； b. 將在所述步驟a中稱量的各種原料倒入樹脂球磨罐內，采用乙醇體積濃度為90~95 %酒精作為球磨助劑，并將酒精和Zr〇2磨球加入球磨罐內，使球磨罐內的三者重量比關系滿 足原料:磨球:酒精為1:4:1的比例;球磨24小時，混合均勻后出料，得到混合物漿料，再將混 合物漿料在1 〇〇 °C下烘干，得到干燥的均勻混合原料； c. 將在所述步驟b中制備的均勻混合原料在1200°C下煅燒至少2小時，合成制備瓷料； d. 將在所述步驟c中合成好的瓷料倒入球磨罐中再進行二次球磨24小時;球磨罐內的 三者重量比關系滿足瓷料:磨球:酒精助劑的比例為1:4:1;球磨結束后出料，得到瓷粉漿 料，再將瓷粉漿料在100 °C下烘干后過40目篩，得到粒度均勻的中間原料粉體； e .將在所述步驟d中得到的中間原料粉體中加入質量濃度為10wt%的聚乙稀醇溶液， 混合制成混合料，使聚乙烯醇溶液的質量為混合料質量的7-10wt%，通過中間原料粉體和聚 乙烯醇溶液混合進行造粒，并過40目篩，得到粒度均勻的預燒粉料； f.將在所述步驟e中制備的預燒粉料放入成型模具中，在100_200MPa壓力下，干壓成 型為設定形狀和尺寸的塊體素坯，然后采用5°C/min的升溫速率，在600°C下將成型好的塊 體素坯恒溫2小時以除去粘結劑，再以5 °C /min的升溫速率，在1350 °C下對塊體素坯燒結至 少2小時，最終制得所需的介質陶瓷材料。12.根據權利要求11所述超低tan5值介質陶瓷材料的制備方法，其特征在于:在所述步 驟f中，將預燒粉料干壓成型為1〇*5_的圓柱體的塊體素坯。
【文檔編號】C04B35/622GK106045497SQ201610339918
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】卞建江, 葉翔云, 劉延朋, 賀嬌嬌, 李玉民, 張旭虹
【申請人】上海大學