YMnO3電介質陶瓷的制備工藝及YMnO3電介質陶瓷電容器，本發明專利技術涉及一種陶瓷的制備工藝及其應用；為了解決以往YMnO3電介質陶瓷的制備過程存在的過程繁復、成品品相不好等缺陷，本發明專利技術提供一種溶膠-凝膠法，通過配料的混合、溶解，并添加相應的催化劑或絡合劑，經干燥、熱解、研磨、預燒、燒制，制得YMnO3電介質陶瓷，由所得YMnO3電介質陶瓷可制成的YMnO3電介質陶瓷電容器以及其它陶瓷制品。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電介質陶瓷的制作方法及其應用，具體的說是一種YMnO3電介質陶瓷的制備工藝及YMnO3電介質陶瓷電容器。
技術介紹
多鐵性材料不但具備各種單一的鐵性(如鐵電性、鐵磁性和鐵彈性)，而且還可以通過鐵性的耦合協同作用產生一些新的功能，大大拓寬了多鐵性材料的應用范圍，從而受到廣泛關注。(M. Fiebig et al, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 5620; Joonghoe D etal，Appl. Phys. Lett. 2005，87，252504; F. Schrettle et al, Phys. Rev. Lett.2009，102，207208)六方稀土錳氧化物是一種集鐵電性與反鐵磁性于一體的單相多鐵性材料(鐵電磁體)，其制備方法及物理性質的研究是近年來材料物理領域中受到廣泛關注 的熱點問題之一。在鈣鈦礦氧化物中，YMnO3在低溫下同時存在鐵電有序性和反鐵磁有序性，其獨特的性能近年來逐漸走進人們的視野。YMnO3作為一種電介質陶瓷材料，由于具備特殊的鐵磁性、鐵電性而引起了研究人員的普遍關注，然而，對于YMnO3陶瓷的性能的研究雖然比較普遍，但其制備工藝相對滯后，且對其制備工藝的研究偏少。傳統的YMnO3陶瓷制備工藝大都采用固相反應原理加以拓展實施，然而，基于此原理制備高致密性陶瓷往往需要較高的燒結溫度和較長的燒結時間，由于原子需要做長程遷移運動，反應不能進行徹底，會導致多相、雜相的產生，且制備周期長，制備工藝繁復，難以實施。
技術實現思路
為解決上述傳統YMnO3電介質陶瓷的制備過程存在的各種問題，本專利技術提供一種弛豫的、高介電性的、無鉛的YMnO3電介質陶瓷的新型制備工藝及YMnO3電介質陶瓷電容器，該工藝簡單易行，制作成本低廉，本工藝所制的YMnO3陶瓷成品純度高，顆粒團聚程度低，且其在低溫下介電損耗低。本專利技術為解決上述技術問題所采用的技術方案為YMnO3電介質陶瓷的制備工藝，包括如下步驟 步驟一、按I: I的摩爾比稱取純度為99. 99%的Y (NO3) 3 · 6H20和純度為99. 5%的Mn(CH3COO)2 ·4Η20混合放入容器，加入去離子水,然后通過磁力攪拌機使其充分溶解并攪拌均勻后，將溶液濃度調至O. 2mol/L,繼續攪拌4h后，備用； 步驟二、向步驟一所得溶液中加入與溶液金屬離子總量等摩爾量的純度為99%的C6H8O7 -H2O,并用氨水將溶液PH值調至5-6，攪拌24h后，將溶液通過120°C油浴蒸發制得蓬松塊狀固體，將所得塊狀固體研磨成粉狀后放入坩堝，加熱升溫至300°C后保溫3h，之后自然冷卻至室溫并取出所得粉末，并加入粉末重量萬分之一的純度為99. 99%的二氧化硅并攪拌均勻，制得混合粉料備用； 步驟三、將步驟二所得混合粉料在瑪瑙研缽中研磨3h后，裝入氧化鋁坩堝中，加熱升溫至900°C后保溫，恒溫進行預燒，預燒時間為6h，之后冷卻至室溫，將所得粉末放入瑪瑙球磨罐中研磨3h，之后裝入氧化鋁坩堝以相同條件進行二次預燒，待其自然冷卻后所得粉末備用； 步驟四、將步驟三所得粉末倒入瑪瑙研缽中并加入質量分數為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的加入量為粉末質量的5%，研磨2h，然后將所得粉末放入鼓風干燥箱中在80°C溫度下烘干5-6h，將烘干后的粉末過120目篩后備用； 步驟五、將步驟四所得粉末在40 MPa壓強下壓制成型，然后放入氧化鋁坩堝中在空氣中燒結，升溫速率為5°C /min,待溫度升至500°C，保溫排塑3h，然后繼續升溫至1100 V，保溫15h后，以2V /min的速率降溫降至950°C，停止加熱，自然冷卻至室溫，即制得YMnO3電介質陶瓷。所述Y(NO3) 3 · 6H20、Mn (CH3COO)2 · 4H20、C6H8O7 · H20、二氧化硅的純度為分析純。所述步驟四所得粉末在壓制成型后放入氧化鋁坩堝中燒結前，氧化鋁坩堝中加有 墊料。所述YMnO3電介質陶瓷具有金屬-絕緣體-金屬的平行板狀結構，其中間層絕緣體為YMnO3電介質陶瓷,兩側的金屬層為鉬電極。所述中間層YMnO3電介質陶瓷兩側的鉬電極為磁控濺射儀在其上下表面濺射而得。所述中間層YMnO3電介質陶瓷在濺射鉬電極之前，用金相砂紙對其打磨，并做拋光處理至表面平整、光潔，之后用丙酮溶液進行超聲清洗。有益效果 1.本專利技術易于實施，由于降低了燒結溫度，使得該工藝制作成本低廉，使的YMnO3電介質陶瓷制備的批量化生產成為可能； 2.本專利技術所得YMnO3電介質陶瓷成品純度高，顆粒分布窄，顆粒團聚程度低，品相好，綜合性能優良；附圖說明圖I是經850 0C預燒后的YMnO3粉末的X射線衍射圖譜； 圖2是經900 1預燒后的YMnO3粉末的X射線衍射圖譜； 圖3是燒結溫度為1000 °C時制得YMnO3陶瓷成品的掃描電鏡圖(SEM)； 圖4是燒結溫度為1100 °C時制得YMnO3陶瓷成品的掃描電鏡圖(SEM)； 圖5是燒結溫度為1100°C、未加入氧化硅時制得YMnO3陶瓷成品在不同頻率下介電常數隨溫度的變化規律； 圖6是燒結溫度為1100°C、加入氧化硅后制得YMnO3陶瓷成品在不同頻率下介電常數隨溫度的變化規律； 圖7是燒結溫度為1100°C、未加入氧化硅的YMnO3陶瓷在不同頻率下介電損耗隨溫度的變化； 圖8是燒結溫度為1100°C、加入氧化硅的YMnO3陶瓷在不同頻率下介電損耗隨溫度的變化。具體實施方式下面具體闡述本專利技術的具體實施例方式YMnO3電介質陶瓷的制備工藝，包括如下步驟 步驟一、按I: I的摩爾比稱取純度為99. 99%的Y (NO3) 3 · 6H20和純度為99. 5%的Mn(CH3COO)2 ·4Η20混合放入容器，加入去離子水,然后通過磁力攪拌機使其充分溶解并攪拌均勻后，將溶液濃度調至O. 2mol/L,繼續攪拌4h后，備用； 步驟二、向步驟一所得溶液中加入與溶液金屬離子總量等摩爾量的純度為99%的C6H8O7 -H2O,并用氨水將溶液PH值調至5-6，攪拌24h后，將溶液通過120°C油浴蒸發制得蓬松塊狀固體，將所得塊狀固體研磨成粉狀后放入坩堝，加熱升溫至300°C后保溫3h，之后自然冷卻至室溫并取出所得粉末，并加入粉末重量萬分之一的純度為99. 99%的二氧化硅并攪拌均勻，制得混合粉料備用； 步驟三、將步驟二所得混合粉料在瑪瑙研缽中研磨3h后，裝入氧化鋁坩堝中，加熱升溫至900°C后保溫，恒溫進行預燒，預燒時間為6h，之后冷卻至室溫，將所得粉末放入瑪瑙球磨罐中研磨3h，之后裝入氧化鋁坩堝以相同條件進行二次預燒，待其自然冷卻后所得粉末備用； 步驟四、將步驟三所得粉末倒入瑪瑙研缽中并加入質量分數為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的加入量為粉末質量的5%，研磨2h，然后將所得粉末放入鼓風干燥箱中在80°C溫度下烘干5-6h，將烘干后的粉末過120目篩后備用； 步驟五、將步驟四所得粉末在40 MPa壓強下壓制成型，然后放入氧化鋁坩堝中在空氣中燒結，升溫速率為5°C /min,待溫度升至500°C，保溫排塑3h，然后繼續升溫至1100 V，保溫15h后，以2V /min的速率降溫降至950°C，停止本文檔來自技高網...
【技術保護點】
YMnO3電介質陶瓷的制備工藝，其特征在于：包括如下步驟：步驟一、按1:1的摩爾比稱取純度為99.99%的Y(NO3)3·6H2O和純度為99.5%的Mn(CH3COO)2·4H2O混合放入容器，加入去離子水，然后通過磁力攪拌機使其充分溶解并攪拌均勻后，將溶液濃度調至0.2mol/L，繼續攪拌4h后，備用；步驟二、向步驟一所得溶液中加入與溶液金屬離子總量等摩爾量的純度為99%的C6H8O7·H2O，并用氨水將溶液PH值調至5？6，攪拌24h后，將溶液通過120℃油浴蒸發制得蓬松塊狀固體，將所得塊狀固體研磨成粉狀后放入坩堝，加熱升溫至300℃后保溫3h，之后自然冷卻至室溫并取出所得粉末，并加入粉末重量萬分之一的純度為99.99%的二氧化硅并攪拌均勻，制得混合粉料備用；步驟三、將步驟二所得混合粉料在瑪瑙研缽中研磨3h后，裝入氧化鋁坩堝中，加熱升溫至900℃后保溫，恒溫進行預燒，預燒時間為6h，之后冷卻至室溫，將所得粉末放入瑪瑙球磨罐中研磨3h，之后裝入氧化鋁坩堝以相同條件進行二次預燒，待其自然冷卻后所得粉末備用；步驟四、將步驟三所得粉末倒入瑪瑙研缽中并加入質量分數為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的加入量為粉末質量的5%，研磨2h，然后將所得粉末放入鼓風干燥箱中在80℃溫度下烘干5？6h，將烘干后的粉末過120目篩后備用；步驟五、將步驟四所得粉末在40？MPa壓強下壓制成型，然后放入氧化鋁坩堝中在空氣中燒結，升溫速率為5℃/min，待溫度升至500℃，保溫排塑3h，然后繼續升溫至1100？℃，保溫15h后，以2℃/min的速率降溫降至950℃，停止加熱，自然冷卻至室溫，即制得YMnO3電介質陶瓷。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張超，許玉潔，李同偉，康大偉，李立本，
申請(專利權)人：河南科技大學，
類型：發明
國別省市：
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