一种制备电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法及所得的产品技术

一种制备电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法及所得的电介质陶瓷粉体，步骤为：Ａ．将主晶相陶瓷粉体与改性金属离子复合可溶性无机盐前驱物或溶胶处理成流动性好的料浆；Ｂ．将步骤Ａ所述料浆，用去离子水调配成固含量为５％～７０％料浆；Ｃ．将步骤Ｂ所得的料浆一边搅拌一边用料泵输送到喷雾干燥机，控制进料速度为０．０１Ｌ／ｍｉｎ～６．０Ｌ／ｍｉｎ，在１２０℃～４５０℃的热风温度下喷雾干燥，得到需要的电介质陶瓷粉体；或者Ｄ．将步骤Ｃ所得的电介质陶瓷粉体再放入高温炉２５０～１２００℃下煅烧０．５～６小时。该方法经济简单、掺杂成份和主晶相材料均匀分布，所得的电介质粉体晶粒达到亚微米级、纳米级，具有超高的均匀性、分散性。

Spray coating method for preparing dielectric ceramic powder and product obtained thereby

A dielectric ceramic powder, preparation of dielectric ceramic powder spray coating method and the steps are as follows: A. will be the main phase of ceramic powder and modified metal ion compound soluble inorganic salt precursor sol or processed into slurry flow well; B. will step A of the slurry, with deionized water water solid content is 5% ~ 70% into the deployment of C. slurry; the slurry is obtained in the step B while stirring the materials transported to the pump spray, control the feeding speed of 0.01L / min ~ 6.0L / min at 120 DEG C to 450 DEG C under the temperature of hot air spray drying, get the dielectric ceramic powder need; or the dielectric ceramic powder obtained in the step C D. will add 250 to 1200 DEG C high temperature furnace calcined under 0.5 ~ 6 hours. The method is simple and economical, and the doped component and the main crystal phase material are uniformly distributed. The resultant dielectric powder grains reach submicron and nanometer levels and have high uniformity and dispersibility.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备电子陶瓷粉体的喷雾包覆方法及所得的电 子陶瓷粉体，尤其涉及一种电子元器件用的电介质陶瓷粉体的喷雾包 覆方法及所得的电介质陶瓷粉体。
技术介绍
精细电子陶瓷材料的制备通常是在合成主成份烧块或主晶相的 基础上，通过添加一种或多种掺杂改性成份来实现预定的功能。随着3G移动技术的快速兴起和3C技术的不断融合，以手机、GPS、 MP3、 MP4、闪盘、DC、 DV、 Bluetooth、小尺寸笔记本电脑为代表的手持电 子设备终端的持续高速发展，电子设备持续不断向小型化、超小型化、 高可靠性方向发展，从而促进了电子元件不断向短、小、精、薄方向 的持续快速的发展，对电子材料的细度、均匀性和分散性及其粉体形 貌要求也就越发严苛。如具有典型代表性的片式多层陶瓷电容器 (Multilayer Ceramic Capacitors ， MLCC)，为了适应电子整机的发 展而实现大容量、微型化，目前其介质厚度已经小于l微米，设计层 数高达1000层以上，为保证其具有较高的可靠性，往往需要保证每 一层至少有5 10个晶粒，这必然要求其介质材料晶粒达到亚微米级 甚至纳米级，并且具有超高的均匀性和良好的分散性。目前化学合成法甚至气相合成法等先进材料合成方法在主成份 烧块制备上得到了大量的应用，材料主烧块达到了分子级的均匀水平 但是，在随后的成份掺杂改性中，目前国内外工业生产主要还是沿用 氧化物或碳酸盐为掺杂出发材料，通过传统固相球磨的方法进行分散 掺杂，要求掺杂材料与主烧块具有极为良好的匹配性，这就对掺杂材料的选择产生较大的困难，这对大生产中货比三家选择供应商是 不利的，特别是随着纳米材料的兴起，要实现多种掺杂材料的匹配倍 显困难，即使如此，当掺杂量在1%以内，甚至更小，要实现纳米材 料或亚微米材料完全的均匀分散仍是极其困难的。此外，为提高各改 性成分在主烧块中均匀的分散，往往要进行较长时间的研磨分散，由 于超细主烧块特别是纳米粉体表面活性高，长时间的研磨往往会对粉 体表面产生极大的影响，甚至导致烧块晶粒的畸变增加，同时由于长 时间的研磨，也易于在研磨过程中引入杂质，从而最终导致材料性能劣化。特别是要制备材料介质膜片厚度10um以下，如小于3um的 介质层MLCC，其绝缘性能及其可靠性是有疑问的。例如，在公开号 为1244514A、 1626475A、 1402275A、 1634798A、 1191594C、 1564270A、 101013618A的中国专利中，制造各种电子陶瓷材料时，均沿用了固 相法制备的主晶相和各种氧化物固相球磨混合的传统工艺。再如公开 号为1085635C和1623955A、 1635592A的中国专利中，虽然分别采用 了草酸法和水热法等化学方法生产的主晶相，但是仍采用主晶相材料 与掺杂氧化物或碳酸盐的传统混料工艺制备瓷料。最近，在制备方法上虽然有人提出了软化学改性方法，例如在 公开号为1461022A、 1461023A的中国专利中虽然部分使用了可溶性 无机盐与主晶相粉体混和蒸干沉积的方法来进行掺杂改性，但是由于 在缓慢干燥过程中，其仍然难以保证没有偏析的存在，可靠性和绝缘 性仍然是有疑问的。近些年来，沉淀包覆法制备电子陶瓷材料也得到 了较大的发展，如公开号为1121048C、 100392779C的中国专利就采 用了沉淀包覆掺杂改性的工艺大大提高了材料掺杂的均匀性。但是， 由于各种掺杂物沉淀条件各异，对外界条件变化较为敏感，因而实际 操作起来相当复杂，大规模生产控制困难；同时，为控制其较好的沉 淀条件，往往要在较低的固体含量下沉淀包覆，甚至辅以多次反复沉 淀洗涤，因而其效率较低，而且需要消耗大量的去离子水，无疑提高 了成本。此外，由于其多次沉淀，反复用大量去离子水洗涤，这往往 对其多成份主烧块如BaTiOBT) 、 Bax(H) 03 (BTZ)、(Ba卜bCa丄(Ti卜aZra)03 (BCTZ)、 (Ca卜cSrc) Zr03 (CSZ)、 (Bai—cSrc) Zr03 (BSZ ) 、 SrTi03(ST) ( a=0. 1-0.35， b=0, 1-0. 15 ， c=0.30-0.70，x=0.90-1.05)，等造成个别元素流失过大，特别是表面 活性较大的纳米级粉体时流失更大，如BT在中性或弱碱性料浆中， 钡离子易于流失，在大量去离子水反复洗涤之下，BT中的Ba元素与 Ti元素比难以进行有效控制，而从文献检索和实际的大量实验来看， BT中Ba、 Ti元素的有效控制是实现BT基材料稳定大批生产的基础。 此外，溶胶-凝胶包覆，近年来文献中也得到了报道，但是其成胶周 期长，干燥温度较低，从而导致其生产周期较长，这不利于大批量的 现代化生产。
技术实现思路
本专利技术需解决的技术问题是提供一种批量化生产中，经济简单而 又有效地实现掺杂成份和主晶相材料之间的均匀分布的电介质陶瓷 粉体的制备方法；本专利技术需解决的另一个技术问题是提供一种由该方 法制备的电介质陶瓷粉体。本专利技术的技术方案是这样实现的 一种制备电介质陶瓷粉体的 喷雾包覆方法，依次步骤为A、将主晶相陶瓷粉体与改性金属离子 复合可溶性无机盐前驱物或其溶胶在一定量的去离子水中进行物理 分散处理成流动性良好的料浆即将所有需要掺杂的改性成分金属离 子和分散剂用去离子水稀释成溶液，后与主晶相混合一起进行物理分 散成料浆；或者先用一定量的去离子水物理分散处理主晶相成流动性 良好的料浆再加入改性金属离子复合可溶性无机盐前驱物溶液或其 溶胶，即将主晶相用去离子水或含有一定分散剂的去离子水进行物理 分散成料浆后，再一边搅拌一边加入用去离子水释稀成的掺杂改性成 分金属离子料浆，还可以直接选用一定固含量的水热法等方法直接制 得的晶形完善、分散良好的水性料浆，必要时还可在料浆中加入一定 量的分散剂；料浆温度控制在0 90。C，分散剂用量《5%，优选温度 控制为10 50C;温度〈(TC，料液易于结冰，影响掺杂成份在去离子水中的溶解分散，温度〉9(TC对生产操作产生一定困难。B、将步 骤A所述料浆，用去离子水调配成固含量为5% 70%料浆，固含量〈5% 时，效率低下，增加生产成本，固含量〉7(F。，料浆过于粘稠，影响喷 雾造粒，也可能会影响部分掺杂成份的充分溶解，导致达不到掺杂成 份在材料中预定的高度均匀性。C、将步骤B所得的料浆一边搅拌一 边用料泵输送到喷雾干燥机，控制进料速度为0. 01L/min 6. OL/min， 在12(TC 45(TC的热风温度下喷雾干燥，得到需要的电介质陶瓷粉 体，所得粉体造粒直径为500nm 200tim，水份含量《3. 0%;当热风 温度〈12(TC，喷雾造粒困难，所得粉料含水量过高，易于造成材料偏 析，达不到预定高均匀性的效果，热风温度〉450'C，对设备要求太苛 刻，不利于生产，粉体造粒直径〈500nm会导致效率低下，设备要求 也较为苛刻，生产效率太低，粉体造粒直径〉200um，也会易于造成 材料偏析，达不到预定高均匀性的效果，导致材料劣化；当水份含量 〉3.0%，会导致材料在煅烧前的放置过程中，掺杂成份在主晶相表面 重新溶解偏析，导致材料均匀性下降，分散性变差。或者，对于掺杂 成份和助烧剂成份的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法，依次步骤为：Ａ、将主晶相陶瓷粉体与改性金属离子复合可溶性无机盐前驱物或溶胶放入去离子水中进行物理分散处理成流动性好的料浆；或者先用去离子水物理分散主晶相陶瓷粉体成流动性好的料浆再加入改性金属离子复合可溶性无机盐前驱物或溶胶调配成料浆；或者直接选用水性料浆；Ｂ、将步骤Ａ所述料浆，用去离子水调配成固含量为５％～７０％的料浆；Ｃ、将步骤Ｂ所得的料浆一边搅拌一边用料泵输送到喷雾干燥机，控制进料速度为０．０１Ｌ／ｍｉｎ～６．０Ｌ／ｍｉｎ，在１２０℃～４５０℃的热风温度下喷雾干燥，得到需要的电介质陶瓷粉体，所得粉体造粒直径为５００ｎｍ～２００μｍ，水分含量≤３．０％；或者：Ｄ、将步骤Ｃ所得的电介质陶瓷粉体再放入高温炉２５０～１２００℃下煅烧０．５～６小时。

【技术特征摘要】
1、一种制备电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法，依次步骤为A、将主晶相陶瓷粉体与改性金属离子复合可溶性无机盐前驱物或溶胶放入去离子水中进行物理分散处理成流动性好的料浆；或者先用去离子水物理分散主晶相陶瓷粉体成流动性好的料浆再加入改性金属离子复合可溶性无机盐前驱物或溶胶调配成料浆；或者直接选用水性料浆；B、将步骤A所述料浆，用去离子水调配成固含量为5％～70％的料浆；C、将步骤B所得的料浆一边搅拌一边用料泵输送到喷雾干燥机，控制进料速度为0.01L/min～6.0L/min，在120℃～450℃的热风温度下喷雾干燥，得到需要的电介质陶瓷粉体，所得粉体造粒直径为500nm～200μm，水分含量≤3.0％；或者D、将步骤C所得的电介质陶瓷粉体再放入高温炉250～1200℃下煅烧0.5～6小时。2、 根据权利要求l所述的电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法，其 特征在于所述的主晶相陶瓷粉体由水热法、共沉淀法、均相沉淀法、 草酸法、溶胶-凝胶法、微乳液法、喷雾分解法、气相法择一制备， 粉体粒径是50 1500nm。3、 根据权利要求2所述的电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法，其 特征在于所述的改性金属离子可溶性无机盐或其溶胶包括氢氧化物 或水合氧化物、硝酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、草酸盐或其溶胶、高分 散纳米悬浮液中的一种或几种混合溶液。4、 根据权利要求3所述的电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法，其 特征在于所述的去离子水量主晶相陶瓷粉体质量比是0.7 4.0:5、 根据权利要求4所述的电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方法，其特征在于所述的主晶相陶瓷粉体是用搅拌、球磨、砂磨、三维振动 择一物理分散方式处理。6、 根据权利要求1所述的电介质陶瓷粉体的喷雾包覆方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜泽伟，曹秀华，孟淑媛，付振晓，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]