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近年来,储能电容器行业发展迅速,为达到高储能密度需要高介电常数的材料作为储能介质。钛酸钡是一种具有高介电性能的铁电陶瓷,具有优异的力学性能,其缺点是不易成膜,容易导致电介质脱落、龟裂。但是随着社会能源问题的日益突出,钛酸钡陶瓷材料传统的高温烧结方式已经不能满足发展的需要。片式多层陶瓷电容器(MLCC)的成本主要来自内电极,其材料主要为钯或银钯合金。由于钯的价格昂贵,因此关于BaTiO3基介电陶瓷低温烧结的研究一直是国内外该领域研究的重点。通过向钛酸钡材料中加入不同的无机填料来降低烧结温度,同时具有较高的介电性能。 复合材料是由几种不同原料复合而成的多相材料,它不仅能保持原组分的部分特性,而且还具有原组分所不具有的性能,可以利用复合材料的非常规复合效应,开发出在性能上比单一材料更好、具有新效应的新型材料。钛酸钡陶瓷复合材料的介电性能(介电性能测量)与其组成中导电填料的体积分数、填料颗粒尺寸、颗粒的形状以及其它因素有关,如制备材料的工艺条件等。
为降低片式多层陶瓷电容器(MLCC)的成本,研究了适宜低温烧结的陶瓷复合材料配方。向钛酸钡中添加不同的无机填料,对浆料进行球磨,然后将研磨好的浆料进行压片,低温烧结,制备出适宜低温烧结的陶瓷复合材料,并对其形貌、强度、介电性能和工艺进行研究。
结果表明:添加水玻璃和无机硅胶能使钛酸钡烧结后形成致密的片材强度大、硬度高、不易碎裂;而添加石墨和蒸馏水则不易形成稳定型片材,强度差;添加水玻璃可以使复合材料的介电常数显著增加,水玻璃的最佳添加量为3%。
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