技術領域

本發明涉及電容、電感兩性材料技術領域，特別是涉及一種鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

單相多鐵磁電陶瓷材料受其結構的限制，數目很少，且其性能不佳大大限制了其應用。鐵磁-鐵電復合陶瓷材料可以大大彌補單相多鐵磁電陶瓷材料性能方面的劣勢。隨著電子封裝器件小型化、高性能、多功能集于一體及低成本的要求，鐵磁-鐵電復合材料的研究愈加成為大家爭相研究的熱點，可被應用于一些濾波器、傳感器及信號處理裝置等多功能器件中。

目前，制備鐵磁-鐵電陶瓷材料的方法一般采用固相燒結法。然而，固相燒結法存在其固有的劣勢，例如，高能耗、對設備要求較高；用金屬氧化物作為原料，金屬氧化物成本較高、不利于成本控制；制備得到的產品的純度對產品最終性能影響較大；球磨過程中金屬氧化物顆粒易產生自聚現象；高溫燒結中的離子擴散，產生晶格畸變，使磁、介電性能都有一定程度的降低。

發明內容

基于此，有必要提供一種磁導率和介電性能較高的鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料。

進一步，提供一種鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料的制備方法。

一種鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料，包括鈦酸鋇相和鎳鋅鐵氧體相，所述鎳鋅鐵氧體相包覆所述鈦酸鋇相，所述鎳鋅鐵氧體相的摩爾百分含量為33mol%～91mol%。

在其中一個實施例中，所述鎳鋅鐵氧體相的摩爾百分含量為60mol%～67mol%。

一種鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：

按摩爾比1:1:4將鋅鹽、鎳鹽和鐵鹽溶解于去離子水中得到鋅鹽、鎳鹽和鐵鹽的混合溶液，將所述混合溶液加熱至60℃～80℃；

將鈦酸鋇加入所述溫度為60℃～80℃的混合溶液中，混合均勻后得到混合溶液與鈦酸鋇的混合物，其中，所述鈦酸鋇與所述鐵鹽的摩爾比為1:1～1:20；

將所述混合物的pH值調節為8～11，反應完全后取沉淀，所述沉淀為鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體前驅體；

將所述鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體前驅體干燥、預燒后，于600℃～1000℃下煅燒2小時～4小時，得到鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合粉體；

向所述鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合粉體中加入粘合劑，壓制成型后，于900℃～1200℃下燒結2小時～4小時，冷卻后得到鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料，所述鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料包括鈦酸鋇相和鎳鋅鐵氧體相，所述鎳鋅鐵氧體相包覆所述鈦酸鋇相，所述鎳鋅鐵氧體相的摩爾百分含量為33mol%～91mol%。

在其中一個實施例中，將所述鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體前驅體干燥后，預燒之前，包括研磨和過篩的步驟；向所述鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合粉體中加入粘合劑，壓制成型的步驟之前還包括研磨和過篩的步驟。

在其中一個實施例中，所述壓制成型后，于900℃～1200℃下燒結2小時～4小時的步驟之前還包括預燒的步驟，所述預燒的溫度為300℃～500℃，預燒時間為2小時。

在其中一個實施例中，所述鋅鹽為醋酸鋅、硝酸鋅或氯化鋅，所述鎳鹽為醋酸鎳、硝酸鎳或氯化鎳，所述鐵鹽為硫酸鐵、硝酸鐵或氯化鐵。

在其中一個實施例中，所述鈦酸鋇的粒徑為50納米～400納米。

在其中一個實施例中，所述將鈦酸鋇加入所述溫度為60℃～80℃的混合溶液中，混合均勻后得到混合溶液與鈦酸鋇的混合物之前，還包括將所述鈦酸鋇進行洗滌，然后于700℃～1000℃煅燒2小時的步驟。

在其中一個實施例中，將所述混合物的pH值調節為8～11的步驟是向所述混合物加入強堿溶液將所述混合物的pH值調節為8～11。

在其中一個實施例中，所述強堿溶液為氫氧化鈉的水溶液或氫氧化鉀的水溶液。

在其中一個實施例中，所述反應完全的時間為4小時～6小時。

在其中一個實施例中，所述粘合劑為聚乙烯醇的水溶液，聚乙烯醇與水的質量比為6:100～8:100。

上述鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料中，鎳鋅鐵氧體具有高頻磁導率高、低損耗、高電阻率及良好使用穩定性的優點，鈦酸鋇具有高介電、低損耗及環境友好的優點，鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料綜合了鎳鋅鐵氧體和鈦酸鋇的優點，并且，鎳鋅鐵氧體相包覆鈦酸鋇相，鎳鋅鐵氧體相的摩爾百分含量為33mol%～91mol%，使得鈦酸鋇和鎳鋅鐵氧體不是簡單疊加，鎳鋅鐵氧體這種磁性介質的連續性提高了磁性能，故能夠保證高的磁導率，亦能實現介電性能的提高，使得鈦酸鋇-鎳鋅鐵氧體復合陶瓷材料的磁導率和介電性能較高。

附圖說明