低温环境下低损耗钛酸铜镧钙介电陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种低介电损耗钛酸铜镧钙介电陶瓷材料及其制备方法。本陶瓷材料的组成为Ca1‑xLaxCu3Ti4O12+0.5x(0

说明书

技术领域

本发明属于电介质陶瓷合成技术领域，具体涉及一种低温环境下低介电损耗钛酸铜镧钙介电陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

CaCu

目前，国内外的许多研究结果表明：室温下，CCTO的介电损耗较高，普遍在0.05以上（王行行，蔡会武. (2018). CaCu

因此，若可以在低温环境下保持高介电常数的同时，降低介电损耗，就可以使CCTO陶瓷在更大范围得以应用，比如南北极以及太空等低温环境。

发明内容

针对上述CCTO产品在低温环境下介电常数、介电损耗等应用的技术问题，本发明提供了一种在低温环境下低介电损耗钛酸铜镧钙(CLCTO)介电陶瓷材料，并且提供了该CLCTO介电陶瓷的制备方法，可在保持介电常数仍处于较高水平时，再较宽温度范围内降低CCTO陶瓷的介电损耗。

为达到以上目的，本发明所述一种低温环境下低介电损耗钛酸铜镧钙介电陶瓷材料，其化学式为：Ca

本发明所述的一种低温环境下低介电损耗钛酸铜镧钙介电陶瓷材料的制备方法是采取如下技术方案予以实现：

（1） CLCTO陶瓷前驱体粉末的制备。根据Ca

（2） CLCTO陶瓷的制备。把前驱体粉末倒入玛瑙研钵中，并加入前驱体粉末5%质量的PVA粘合剂搅拌均匀后放入烧杯中，在烘箱中适度干燥后，称取制得的适量粉末放入磨具中压片，制得CLCTO陶瓷胚体。将胚体放入干燥箱中70 ℃完全干燥后放入马弗炉中，为得到最佳微观形貌，在1040 ℃保温烧结。烧结结束后，在炉内自然冷却至室温。

本发明采用溶胶凝胶法制备与CCTO结构及性能相近的CLCTO介电陶瓷，制备方法操作简单、重复性好、成品率高，实验制备得到的样品均匀性好，致密化程度高，所述组分以及步骤（1）中各个加料步骤、水浴步骤、步骤（2）中的干燥、烧结等步骤，都对最终产品性能起到了重要的作用，所制备的CLCTO陶瓷的介电损耗室温下可降低至0.008，同时介电常数在1 kHz时为5900~8900，具有低介电损耗与高介电常数的特点。特别是，CLCTO-06（即x=0.06）样品在低温环境下（-100 ℃）获得非常低的介电损耗（<0.003），证明这些材料有在低温环境下应用的潜能。

附图说明

图1为不同配比的CLCTO介电陶瓷试样的XRD图；

图2为不同配比的CLCTO介电陶瓷试样的介电常数频谱图；

图3为不同配比的CLCTO介电陶瓷试样的介电常数温谱图；

图4为不同配比的CLCTO介电陶瓷试样的介电损耗温谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。下述说明仅仅是实例性的，而不限制本发明的范围。

实施例1

根据Ca

把CLCTO陶瓷前驱体粉末放入玛瑙研钵中，并加入前驱体粉末5%质量的PVA粘合剂，在烘箱中干燥10 min；称取0.32 g粉体放入模具中，用100 MPa压强压制成圆片。把压好的圆片放入干燥箱中70 ℃干燥12 h再放入马弗炉中内，先以5 ℃/min的升温速率上升到200 ℃保温10 min进行除湿干燥，然后以相同的升温速率上升到700 ℃保温1 h进行排胶，最后以10 ℃/min的升温速率上升到1040 ℃保温12 h进行烧结。烧结结束后，取出样品在空气中自然冷却至室温，得到CLCTO陶瓷。

在烧结好的CLCTO陶瓷样品表面用十字交叉法均匀涂上银浆，在马弗炉内650 ℃保温0.5 h完成镀银，即可进行介电性能的测量。得到了低介电损耗CLCTO介电陶瓷材料，20℃时其介电损耗低至0.014，同时介电常数在1kHz时为8928。-100 ℃，50Hz时其介电损耗低至0.005。如表1所示。

实施例2

根据Ca

实施例3

根据Ca

实施例4

根据Ca