采用退火法制备超宽温稳定型钛酸钡基介质材料的方法[0002]随着多种移动电子设备诸如笔记本电脑、移动电话、数码相机、汽车电子等的高速发展，片式电子元器件逐步取代了传统引线型电子元件。片式多层陶瓷电容器(MLCC)是目前生产量、销售量最大的片式元器件，它是将电极材料和陶瓷坯体以多层交替并联叠合起来，并同时烧成一个整体。[0003]近年来，MLCC用介质材料的发展趋势一直是改善其综合性能，在保证其高可靠性的前提下，扩展其使用温度范围，先后出现满足EIA (Electronic Industries Associate,国际电子工业协会)X7R (工作温度范围为-55~125°C)、X8R (工作温度范围为-55~150°C)、X9R (工作温度范围为-55~200°C )标准的介质材料。然而，在航空航天、地质勘探、汽车电子等领域，MLCC的使用环境更加苛刻，X9R无法完全满足使用要求，因此提高钛酸钡基介质材料的介电温度稳定性并且获得尽可能大工作温区仍然是目前的研究热点之一，并且眼下介质电容器生产厂家的研究重点即围绕配方和制备工艺的研究。
[0004]本发明的目的，是提供一种通过退火法改善并获得超宽温稳定型钛酸钡基介质材料的方法。可以通过将传统固相工艺法获得的钛酸钡基介质材料进行退火，最终获得超宽温稳定型钛酸钡基介质材料。[0005]一种采用退火法制备超宽温稳定型钛酸钡基介质材料的方法，步骤如下:[0006](I)将Na2C03、Bi203、Ti02按摩尔百分比1: 1:4配料，与去离子水混合球磨4h后烘干并于800°C煅烧，制得Naa5Bia5TiO3固体颗粒；[0007](2)将Naa5Bia5TiO3,BaTiO3,Nb2O5按质量比1:6.2:0.17配料，与去离子水混合球磨4h后烘干并于1000°C预烧，制得熔块；[0008](3)向步骤(2)预烧所得熔块中再外加质量百分比5%的玻璃粉，及质量百分比为
1.5%的氧化镁与质量百分比为0.3%的氧化铈，再于去离子水中球磨2h，烘干；
[0009](4)将步骤(3)烘干所得粉料中外加质量百分比为5~8%的石蜡造粒，然后过1000孔/cm3分样筛，再压制成生坯，成型压力6~IOMPa ；
[0010](5)将步骤(4)所得生坯使用埋料的方式烧结，先经3.5h升温至550°C排蜡，再经过1.5h升至1120°C烧结，保温lh，制得钛酸钡基介质材料；
[0011](6)将步骤(5)所得钛酸钡基介质材料进行退火处理，退火温度KKKTC~1100°C，退火时间I~8h，最终获得性能优异的超宽温稳定型钛酸钡基介质材料。
[0012]所述步骤(1)、(2)、(3)均使用QM-3SP4行星式球磨机进行球磨，球磨机转速400
转/分钟。[0013]所述步骤(3)的玻璃粉组成及质量百分比含量为:20%Bi203、30%Pb304、30%Ti02、20%H3B03。
[0014]所述步骤(4)采用769YP-24B型粉末压片机进行压制成型，使用Φ20模具。
[0015]本发明所述的退火方法能显著提高介质材料的介电常数以及高温段(1500C -3100C)介电常数的稳定性，最终获得的钛酸钡基介质材料具有优异的介电性能(≥1600，绝缘电阻率大于10ηΩ.cm, -55 °C~310°C范围内电容量变化率AC/C2crc≤ ±15%，tan δ ≤ 2%)，其退火温度 1000.C ~1100.C。

[0016]本发明所用原料均采用分析纯原料，具体实施例如下。
[0017]实施例1:
[0018]先将似20)3、81203、1102按质摩尔百分比1:1:4配料，与去离子水混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨4h后烘干并于80(TC预烧，制得 Naa5Bia5TiO3 固体颗粒 JfNaa5Bia5TiO3, BaTiO3, Nb2O5 按质量比为=Naa5Bia5TiO3:BaTiO3 =Nb2O5=1:6.2:0.17配料，与去离子水混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨4h后烘干并于1000°C预烧，制得熔块；向预烧所得熔块中外加质量百分比5%的玻璃粉(玻璃粉组成及其质量百分比含量为:20%Bi203、30%Pb304、30%Ti02、20%H3B03)，及质量百分比1.5%的氧化镁与质量百分比0.3%的氧化铈,于去离子水中混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨2h，烘干。再将所得烘干粉料中外加质量百分比为5%的石蜡造粒，然后过1000孔/cm3分样筛，使用Φ20模具，于769YP-24B型粉末压片机上压制成生坯，成型压力6MPa。烧结时先经3h升温至550°C排蜡，再经过1.5h升至1120°C烧结，保温lh，制得钛酸钡基介质材料。再将将所得钛酸钡基介质材料于1000°C下退火lh，最终获得性能优异的超宽温稳定型钛酸钡基介质材料。再将所得制品的上下表面均匀涂覆银浆，经840°C烧渗制备电极，制得宽工作温度范围的陶瓷电容器。
[0019]实施例2:
[0020]先将似20)3、81203、1102按质摩尔百分比1:1:4配料，与去离子水混合球磨，使用QM-3SP 4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨4h后烘干并于800°C预烧，制得Naa5Bia5TiO3 固体颗粒；将 Naa5Bia5TiO3, BaTiO3, Nb2O5 按质量比为:NaQ.5BiQ.5Ti03 =BaTiO3:Nb2O5=1:6.2:0.17配料，与去离子水混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨4h后烘干并于1000°C预烧，制得熔块；向预烧所得熔块中外加质量百分比为5%的玻璃粉(玻璃粉组成及其质量百分比含量为:20%Bi203、30%Pb304、30%Ti02、20%H3B03)，及质量百分比为1.5%的氧化镁与质量百分比为0.3%的氧化铈，于去离子水中混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨2h，烘干。再将所得烘干粉料中加入质量百分比为5%的石蜡造粒，然后过1000孔/cm3分样筛，使用Φ 20模具，于769YP-24B型粉末压片机上压制成生坯，成型压力6MPa。烧结时先经3h升温至550°C排蜡，再经过1.5h升至1120°C烧结，保温lh，制得钛酸钡基介质材料。将所得钛酸钡基介质材料于1050°C下退火3h，最终获得性能优异的超宽温稳定型钛酸钡基介质材料。再将所得制品的上下表面均匀涂覆银浆，经840°C烧渗制备电极，制得宽工作温度范围的陶瓷电容器。[0021]实施例3:
[0022]先将似20)3、81203、1102按质摩尔百分比1:1:4配料，与去离子水混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨4h后烘干并于800°C预烧，制得 Naa5Bia5TiO3 固体颗粒 JfNaa5Bia5TiO3, BaTiO3, Nb2O5 按质量比为=Naa5Bia5TiO3:BaTiO3 =Nb2O5=1:6.2:0.17配料，与去离子水混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨4h后烘干并于1000°C预烧，制得熔块；向预烧所得熔块中外加质量百分比5%的玻璃粉(玻璃粉组成及其质量百分比含量为:20%Bi203、30%Pb304、30%Ti02、20%H3B03)，及质量百分比1.5%的氧化镁与质量百分比0.3%的氧化铈,于去离子水中混合球磨，使用QM-3SP4行星式球磨机(球磨机转速400转/分钟)球磨2h，烘干。再将所得烘干粉料中加入质量百分比为5%的石蜡造粒，然后过1000孔/cm3分样筛，使用Φ20模具，于769YP-24B型粉末压片机上压制成生坯，成型压力6MPa。烧结时先经3h升温至550°C排蜡，再经过1.5h分别升至1120°C烧结，保温lh，制得钛酸钡基介质材料。将所得钛酸钡基介质材料于1100°C下退火8h，最终获得性能优异的超宽温稳定型钛酸钡基介质材料。再将所得制品的上下表面均匀涂覆银浆，经840°C烧渗制备电极，制得宽工作温度范围的陶瓷电容器。
[0023]本发明测试方法和检测设备如下:(交流测试信号:频率为1kHz，电压为IV)。
[0024]( I)介电常数和损耗的测试(室温20°C )
[0025]使用HEWLETT PACKARD4278A型电容量测试仪测试样品的电容量C和损耗tan δ，并换算出样品的介电常数。对于圆片电容器，换算关系如下: