专利名称：钛酸锶基储能介质陶瓷及制备方法
本发明的目的是提供一种具有高介电常数、低损耗、较高击穿强度的储能介质陶瓷，同时提供一种该介质陶瓷的制备方法。本发明的目的是以下述技术方案实现的一种钛酸锶基储能介质陶瓷，其化学式为Sr(ZrxTi1-x)O3，其中x＝0.01-0.10。并掺杂有纯度大于85％的MnO2，MnO2掺杂量占混合粉料总量的0.1-1.0wt％。该储能介质陶瓷的制备步骤为 第1、以纯度大于99％的SrCO3、ZrO2和TiO2为起始原料，分别按SrTiO3、SrZrO3化学比配料，在去离子水中研磨后烘干，预先在1150℃保温4小时合成SrTiO3粉料，在1250℃保温6小时合成SrZrO3粉料；第2、取步骤1所得到的SrTiO3和SrZrO3粉料，按Sr(ZrxTi1-x)O3化学比配料，其中x＝0.01-0.10，并加入纯度大于85％的MnO2，在去离子水中湿磨混合，空气气氛下烘干；第3、外加聚乙烯醇水溶液造粒，压制成型，于高温炉空气气氛中烧结，制成化学式为Sr(ZrxTi1-x)O3，x＝0.01-0.10的介质陶瓷；其中所述的加入的MnO2量占混合粉料总量的0.1-1.0wt％；所述的聚乙烯醇水溶液浓度为0.5-2.0wt％，加入量为粉料总量的5-10wt％；所述的压制成型的压力为80-200Mpa；烧结温度为1350-1450℃；所述的烧结时间为2-6小时。在Sr(ZrxTi1-x)O3(x＝0.01-0.10)储能介质陶瓷的制备中，我们的试验结果是当SrZrO3固溶掺杂量超过10mol％时，介质陶瓷的相对介电常数将小于250；当MnO2掺杂量超过1.0wt％时，烧结过程中有MnO2析出，且介质陶瓷的介电损耗将显著增加；若加入的聚乙烯醇(PVA)水溶液质量浓度小于0.5％，样品难以干压成型；若加入的PVA水溶液质量浓度大于2.0％，介质陶瓷表面容易产生黑心，使其耐压性能恶化；当烧结温度低于1350℃时，介质陶瓷致密度会显著下降，而当烧结温度高于1450℃时，则样品会出现熔融过烧的现象，使其介电及耐压性能恶化；若保温时间低于2小时，样品介质损耗会上升，若保温时间超过6小时，其耐压性能会下降。本发明通过控制SrZrO3的固溶掺杂量，并加入MnO2进一步改善性能，克服了SrTiO3陶瓷低频损耗偏大，击穿强度不高的缺点，获得了一种具有高介电常数、低损耗、较高击穿强度的储能介质陶瓷。
图1为直径20mm厚度5mm的钛酸锶基储能介质陶瓷样品照片。
图2为直径45mm厚度8mm的钛酸锶基储能介质陶瓷样品照片。
图3为直径20mm厚度3mm的钛酸锶基储能介质陶瓷镀银电极后的照片，银电极直径为16mm。
图4为直径45mm厚度4mm的钛酸锶基储能介质陶瓷镀银电极后的照片，银电极直径为40mm。

本发明实施例采用固相反应法制备Sr(ZrxTi1-x)O3介质陶瓷。
具体实施如下以纯度大于99％的SrCO3、ZrO2和TiO2为起始原料，分别按SrTiO3、SrZrO3化学比配料，在去离子水中研磨12小时后烘干，预先在1150℃保温4小时合成SrTiO3粉料，在1250℃保温6小时合成SrZrO3粉料，然后按Sr(ZrxTi1-x)O3化学比配料，其中x＝0.01-0.10，并加入纯度大于85％的MnO2，在去离子水中湿磨24小时。烘干后的物料加入浓度为0.5-2.0wt％的聚乙烯醇水溶液造粒、其加入量为粉料总量5-10wt％，然后用80-200Mpa的压力压制成型，于1350-1450℃烧结2-6小时。制得介质陶瓷。该制备方法可用作各种高压储能介质的制造。
SrTiO和SrZrO3粉体合成条件列入表1，制备Sr(ZrxTi1-x)O3的配方和条件列入表2，产品于室温环境下0.5MHz-50MHz频率范围内的介电性能及直流耐压性能检测结果列入表3。
表1 SrTiO3粉体合成温度1150℃，4小时。
SrZrO3粉体合成温度1250℃，6小时。
表2

成型压力80-200Mpa表3



一种钛酸锶基储能介质陶瓷及制备方法。该陶瓷化学式为Sr(Zr