本發(fā)明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種具有高介電常數(shù)的ba(zr0.2ti0.8)o3(鋯鈦酸鋇)陶瓷材料及其制備方法。
背景技術：
隨著下一代電子裝備逐漸向小型化、信息化和高智能化方向的發(fā)展，對電子器件也提出了微型化、集成化、低能耗的要求。陶瓷電容器是電子裝備中使用數(shù)量較多的電子元器件，減小電容器的尺寸對于實現(xiàn)電子器件和電子裝備的小型化至關重要。
鋯鈦酸鋇(ba(zr0.2ti0.8)o3)是bazro3摻雜batio3所形成固溶體系。該體系具有高的介電常數(shù)(～20000)和適中的介電損耗(～0.08)，為了適應電子器件小型向小型化方向的發(fā)展，需要進一步提高鋯鈦酸鋇陶瓷材料的介電常數(shù)并進一步降低損耗。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的，是為提高ba(zr0.2ti0.8)o3陶瓷材料的介電常數(shù)，以適應電子器件不斷向集成化和低損耗方向發(fā)展的需要，主要以baco3、tio2、zro2、bi2o3、zno、nb2o5為原料，通過固相法制備一種具有高介電常數(shù)的鋯鈦酸鋇陶瓷材料。
本發(fā)明通過如下技術方案予以實現(xiàn)。
一種具有高介電常數(shù)的鋯鈦酸鋇陶瓷材料，其化學式為：ba(zr0.2ti0.8)o3+xmol％bi2zn2/3nb4/3o7，x＝0.02～0.5；
該鋯鈦酸鋇陶瓷材料的制備方法，具體如下步驟：
(1)分別將baco3、tio2、zro2按化學計量式ba(zr0.2ti0.8)o3進行配料，稱為粉料1；將bi2o3、zno、nb2o5化學計量式bi2zn2/3nb4/3o7進行配料，稱為粉料2，將粉料1和粉料2分別放入球磨罐中，加入去離子水和鋯球后，分別球磨2～6小時和4～8小時；
(2)將步驟(1)球磨后的粉料1和粉料2放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后過40目篩；
(3)將過篩后的粉料1和粉料2放入中溫爐中，分別于600～800℃和1050～1200℃預燒，保溫2～6小時；
(4)將步驟(3)預燒后的粉料1與粉料2按照化學式ba(zr0.2ti0.8)o3+xmol％bi2zn2/3nb4/3o7，x＝0.02～0.5進行混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨10～15小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機以2～6mpa的壓力壓制成坯體；
(5)將步驟(4)的坯體于1275℃～1350℃燒結(jié)，保溫2～8小時，制成具有高介電常數(shù)的鋯鈦酸鋇陶瓷材料。
所述步驟(1)的粉料1和粉料2采用行星式球磨機進行球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分。
所述步驟(4)的坯體直徑為10mm，厚度為1mm。
所述步驟(5)的燒結(jié)溫度為1300℃。
所述步驟(4)bi2zn2/3nb4/3o7的摻雜比例為0.2mol％。
本發(fā)明通過固相法提供了一種具有高介電常數(shù)的鋯鈦酸鋇陶瓷材料ba(zr0.2ti0.8)o3+xmol％bi2zn2/3nb4/3o7，x＝0.02～0.5。其介電常數(shù)εr為5000～30000，介電損耗為0.006～0.2，可適應電子器件不斷向集成化和低損耗方向發(fā)展的需要。
具體實施方式
本發(fā)明以baco3(分析純)、tio2(分析純)、zro2(分析純)、bi2o3(分析純)、zno(分析純)、nb2o5(分析純)為初始原料，通過簡單固相法制備陶瓷電容器用介質(zhì)材料。
具體實施例如下：
實施例1
(1)將baco3、tio2、zro2按化學計量式ba(zr0.2ti0.8)o3進行配料，配比為：16.4797gbaco3、5.3375gtio2、2.058gzro2，將約20g的混合粉料放入尼龍罐中，加入200ml去離子水，加入150g的鋯球后，在行星式球磨機上球磨6小時，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分；將bi2o3、zno、nb2o5按照化學計量式bi2zn2/3nb4/3o7進行配料，配比為：8.4719g，1.4801g，3.19g，將約10g的混合粉料放入尼龍罐中，加入200ml去離子水，加入150g的鋯球后，在行星式球磨機上球磨4小時，轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分
(2)將球磨后的粉料1和粉料2分別置于干燥箱中，于100℃烘干，之后過40目篩；
(3)將過篩后的粉料1放入中溫爐，于750℃預燒，保溫4小時；再將粉料2放入中溫爐，于1100℃預燒，保溫4小時
(4)將步驟(3)預燒后的粉料1和粉料2按化學計量式ba(zr0.2ti0.8)o3+0.2mol％bi2zn2/3nb4/3o7進行混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和去離子水，球磨12小時，烘干后過篩，再用粉末壓片機以4mpa的壓力壓制成坯體；
(5)將坯體在1300℃燒結(jié)，保溫4小時，制成具有高介電常數(shù)的鋯鈦酸鋇陶瓷材料。
(6)通過hewlettpackard4278a測試其在室溫，1khz下的介電性能，其性能如下：
介電常數(shù)為：29551
介電損耗為：0.04
實施例2～5
實施例2～5的制備過程與實施例1基本相同，主要區(qū)別在于bi2zn2/3nb4/3o7含量的不同；具體實施例的工藝參數(shù)與其相關的介電性能詳見表1
表1