一种介电可调陶瓷材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110436919A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910784583.4(22)申请日2019.08.23(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人庄建穆罕穆德乌玛法如卡唐卓华(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人郭瑶(51)Int.Cl.C04B35/468(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种介电可调陶瓷材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种介电可调陶瓷材料及其制备方法，包括以下步骤：按化学计量比称取所需原料并充分混合均匀并研磨至较小粒径得到原始料，预压片后置于高温反应炉中进行预烧，将上述预烧结得到的样品置于研钵中二次研磨成合适粒径的粉末，加入粘结剂进行造粒，再次进行压片塑形后得到的样品放入高温反应炉中，首先加热至500℃，保温30min进行排粘，随后加热至目标烧结温度1200℃-1700℃，保温60-300min，最后随炉冷却至室温，得到目标陶瓷样品。陶瓷晶相结构为纯钙钛矿相，具有优异的介电可调性能，通过组分调控可实现了介电常数在700到2400超宽范围的可逆调节，偏压场30kV/cm的作用下，调谐率最高可达60％以上，介电损耗可低至0.007，K因子可达80。CN110436919ACN110436919A权利要求书1/1页1.一种介电可调陶瓷材料，其特征在于，其化学式为Ba(HfxTi1-x)O3，0.3<x<1.0。2.根据权利要求1所述的一种介电可调陶瓷材料，其特征在于，0.4≤x≤0.6。3.一种介电可调陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、按Ba(HfxTi1-x)O3中各元素的化学计量比称取原料，将原料混合均匀并研磨得到原始料；步骤2、将步骤1得到的原始料在模具中进行预压片，得到中间物A，然后将中间物A进行预烧结，得到预烧结物B；步骤3、将步骤2得到的预烧结物B进行研磨，然后加入粘结剂造粒，将造粒得到的颗粒进行压片塑形，得到中间物C；步骤4、将步骤3得到的中间物C进行排粘；随后加热至目标烧结温度，同时向炉内通入氧气，保温60min-1000min后随炉冷却至室温，得到介电可调陶瓷材料。4.根据权利要求3所述的一种介电可调陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述原料为BaCO3、TiO2和HfO2。5.根据权利要求3所述的一种介电可调陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中粘结剂为聚乙烯醇。6.根据权利要求3所述的一种介电可调陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，在模具中以100MPa-800MPa的进行压片塑形。7.根据权利要求3所述的一种介电可调陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，排粘过程为：将步骤3得到的中间物C放入高温反应炉中，加热至500℃，保温30min。8.根据权利要求3所述的一种介电可调陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，目标烧结温度为1200℃-1700℃。2CN110436919A说明书1/5页一种介电可调陶瓷材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于电介质材料技术领域，具体涉及一种介电可调陶瓷材料及其制备方法。背景技术[0002]随着电子器件集成化和微型化的发展，可调介电材料由于其在可调滤波器，移相器，天线等器件中巨大的应用潜力而受到越来越多的关注和研发。器件应用要求材料具有高的介电可调性，低的介电损耗以及合适的介电常数，以保证应用器件的高调谐性，高稳定性和高的信号传输效率。以(Ba,Sr)TiO3为代表的钙钛矿材料由于其在可调微波器件中的潜在应用而被密集研究，然而其存在的高介电调谐率与低损耗难以同时获得的这一矛盾仍是目前各国研究者面临的主要难题。一方面，单纯的介电材料晶格畸变在电场作用下往往较稳定，电场作用下晶格中正负离子的位移非常微弱，导致其介电调谐率非常低。而在铁电材料中，由于电畴的存在，电场作用下可引起电畴的翻转，新畴生成与长大等，导致其介电响应可随电场产生非常大的变化，获得较高的介电调谐率。但是铁电材料存在着很大的电滞线性，电场升降过程中同一电场下介电常数差异往往很大，对实用带来很大障碍；同时，铁电相变峰非常尖锐，在其附近材料的温度温度性急剧下降，加上畴态响应过程中也伴随着介电损耗的上升，都给应用带来挑战。因此，纯粹的铁电材料也不适合开发介电可调材料。发明内容[0003]本发明目的在于提供一种介电可调陶瓷材料及其制备方法，制备的Ti改性的BaHfO3钙钛矿型介电陶瓷材料具有优异的介电可调性能和低损耗。[0004]本发明的目的采用如下措施来达到：[0005]一种介电可调陶瓷材