一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质及其制备方法与流程

1.本发明涉及玻璃陶瓷电介质技术领域，尤其涉及一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质及其制备方法。


背景技术：

2.目前的高压陶瓷电容器，瓷芯主要为batio3、srtio3系烧结陶瓷，该类陶瓷介质通常具有较高的介电常数，且介电常数在一定温度和频率范围内可以通过配方的调整或工艺的改进，使得陶瓷介电常数在保持较大值的情况下具有较好的温度和频率稳定性，但此类陶瓷介质固有的储能密度较低，限制了其应用范围，现有技术中提高陶瓷介质储能密度的方法多为薄膜工艺，在薄膜工艺中可重复性以及性能的稳定性是非常重要的，而目前仍未能有效解决薄膜工艺中存在的问题，因此亟需设计一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质及其制备方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质及其制备方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质，包括由以下重量份的原料组成：
[0006][0007][0008]
在上述的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质中，由以下重量份的原料组成：
[0009][0010]
在上述的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质中，由以下重量份的原料组成：
[0011][0012][0013]
在上述的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质中，由以下重量份的原料组成：
[0014]
[0015]
一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质的制备方法，包括以下步骤：
[0016]
s1：以纯度大于99％的氧化铅(pbo)、氧化钡(bao)、氧化锶(sro)、二氧化硅(sio2)、二氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)、氧化钙(cao)为起始原料，按照一定比例进行配料；
[0017]
s2：使用乙醇溶液对s1中的氧化铅(pbo)、二氧化硅(sio2)、二氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)以及氧化钙(cao)进行清洗，并在清洗完成后将其放置在80℃的烘干室内进行烘干操作；
[0018]
s3：使用丙酮对s1中的氧化钡(bao)以及氧化锶(sro)在中空环境下进行清洗，并将清洗后的氧化钡(bao)以及氧化锶(sro)放置在80℃的中空烘干室内进行烘干操作；
[0019]
s4：将s2以及s3中清洗并烘干后的原料放入行星球磨机中研磨5h，并在研磨完成后将其在1500℃保温4h进行熔融；
[0020]
s5：将s4得到的高温熔融材料倒入压制装置中，并将其压制成得到厚度为0.5-2mm的玻璃薄片，待冷却后将玻璃薄片从压制装置中取出；
[0021]
s6：将s5得到的玻璃薄片在750℃保温2h使得氧化钡(bao)成核，然后在850℃下保温2h使得主晶发育完全；
[0022]
s7：将s6所得到的微晶玻璃电介质薄片经过丝网印刷涂覆粘结性能和导电性能良好的中温银浆料，在500℃温度下烧结固化形成金属银电极，以制得晶粒细小、分布均匀的高储能密度的玻璃陶瓷电介质材料。
[0023]
在上述的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质的制备方法中，所述压制装置包括压制膜，所述压制膜上开设有用于对高温熔融材料进行盛装的压制槽，所述压制膜上滑动连接有与压制槽相配合的压板，所述压制膜上安装有调节机构，且调节机构与压板相配合。
[0024]
在上述的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质的制备方法中，所述调节结构由安装框、平移槽、螺杆、转盘、定位杆以及两个连接板组成，所述安装框安装在压制膜上，所述平移槽开设在安装框上，且平移槽与压板相配合，两个所述连接板均固定安装在压板的侧壁上，所述螺杆转动连接在安装框上，且螺杆与其中一个连接板螺纹连接，所述转盘固定安装在螺杆上端，所述定位杆固定安装在安装框上，且定位杆与另一个连接板滑动连接。
[0025]
在上述的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质的制备方法中，所述安装框的左右两侧下端均固定安装有固定板，且两个固定板与压制膜之间均螺纹连接有两个紧固螺丝，所述压板内开设有安装腔，且安装腔内固定安装有加热板，所述加热板上连接有接线，所述压板上开设有与接线相配合的线孔，且线孔与安装腔互通。
[0026]
与现有的技术相比，本发明优点在于：
[0027]
1：氧化铝(al2o3)材料的使用，可有效提高该玻璃陶瓷电介质的耐压性，而耐压性的提高，会直接对储能密度进行提高，因此可有效提高该玻璃陶瓷电介质的储能密度。
[0028]
2：氧化钡(bao)材料具有较好助熔性质，因此可改善该玻璃陶瓷电介质原料的熔制效果，便于更好的进行生产操作，并且氧化钡(bao)引入，可促进微晶玻璃的晶型转变，使其析出更稳定的主晶，从而提高该玻璃陶瓷电介质的热膨胀系数以及力学性能，以此可提高在进行薄膜工艺时的稳定性以及可重复性。
[0029]
3：压制装置使用较为简便，可根据需要进行不同厚度玻璃薄片的压制操作，适用
范围较广，并且可在压制过程中根据需要对压板温度进行调节，便于更好的进行压制操作。
[0030]
综上所述，本发明生产出的玻璃陶瓷电介质储能密度较高，应用范围较广，并且该玻璃陶瓷电介质的热膨胀系数以及力学性能也较高，可提高在进行薄膜工艺时的稳定性以及可重复性。
附图说明
[0031]
图1为本发明提出的一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质及其制备方法中压制装置的结构示意图；
[0032]
图2为图1中去除压板后的结构示意图；
[0033]
图3为图1的剖视图。
[0034]
图中：1压制膜、2压制槽、3压板、4安装框、5平移槽、6连接板、7螺杆、8转盘、9定位杆、10固定板、11紧固螺丝、12安装腔、13加热板、14接线、15线孔。
具体实施方式
[0035]
实施例一
[0036]
一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质，由以下重量份的原料组成：
[0037][0038]
一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质的制备方法，包括以下步骤：
[0039]
s1：以纯度大于99％的氧化铅(pbo)、氧化钡(bao)、氧化锶(sro)、二氧化硅(sio2)、二氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)、氧化钙(cao)为起始原料，按照一定比例进行配料；
[0040]
s2：使用乙醇溶液对s1中的氧化铅(pbo)、二氧化硅(sio2)、二氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)以及氧化钙(cao)进行清洗，并在清洗完成后将其放置在80℃的烘干室内进行烘干操作；
[0041]
s3：使用丙酮对s1中的氧化钡(bao)以及氧化锶(sro)在中空环境下进行清洗，并将清洗后的氧化钡(bao)以及氧化锶(sro)放置在80℃的中空烘干室内进行烘干操作；
[0042]
s4：将s2以及s3中清洗并烘干后的原料放入行星球磨机中研磨5h，并在研磨完成后将其在1500℃保温4h进行熔融；
[0043]
s5：将s4得到的高温熔融材料倒入压制装置中，并将其压制成得到厚度为0.5-2mm的玻璃薄片，待冷却后将玻璃薄片从压制装置中取出；
[0044]
s6：将s5得到的玻璃薄片在750℃保温2h使得氧化钡(bao)成核，然后在850℃下保温2h使得主晶发育完全；
[0045]
s7：将s6所得到的微晶玻璃电介质薄片经过丝网印刷涂覆粘结性能和导电性能良好的中温银浆料，在500℃温度下烧结固化形成金属银电极，以制得晶粒细小、分布均匀的高储能密度的玻璃陶瓷电介质材料。
[0046]
参照图1-3，压制装置包括压制膜1，压制膜1上开设有用于对高温熔融材料进行盛装的压制槽2，压制膜1上滑动连接有与压制槽2相配合的压板3，压制膜1上安装有调节机构，且调节机构与压板3相配合。
[0047]
上述值得注意的是：
[0048]
1、将高温熔融材料倒在压制槽2内，随后利用压板3对其进行压制即可得到对应厚度的玻璃薄片，操作较为简便。
[0049]
2、调节结构由安装框4、平移槽5、螺杆7、转盘8、定位杆9以及两个连接板6组成，安装框4安装在压制膜1上，平移槽5开设在安装框4上，且平移槽5与压板3相配合，两个连接板6均固定安装在压板3的侧壁上，螺杆7转动连接在安装框4上，且螺杆7与其中一个连接板6螺纹连接，转盘8固定安装在螺杆7上端，定位杆9固定安装在安装框4上，且定位杆9与另一个连接板6滑动连接，通过定位杆9以及螺杆7与两个连接板6的连接，可对压板3相对安装框4的移动方向进行限定，因此在转动转盘8时，可使压板3在平移槽5内进行稳定的上下移动，从而可对其下端相对压制膜2底部的间距进行调节，因此可根据间距变化进行不同厚度的玻璃薄片压制操作。
[0050]
3、安装框4的左右两侧下端均固定安装有固定板10，且两个固定板10与压制膜1之间均螺纹连接有两个紧固螺丝11，通过多个紧固螺丝11与两个固定板10的配合，便于进行安装框4与压制膜1之间的拆装，同时在进行玻璃薄片的压制时，可确保安装框4与压制膜1之间的连接稳定性，因此可确保压板3位置的稳定。
[0051]
4、压板3内开设有安装腔12，且安装腔12内固定安装有加热板13，加热板13上连接有接线14，压板3上开设有与接线14相配合的线孔15，且线孔15与安装腔12互通，当将接线14接通电源时，可使得加热板13发热，从而可对压板3的温度进行调节，便于更好的进行对玻璃薄片的压制操作。
[0052]
实施例二
[0053]
一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质，由以下重量份的原料组成：
[0054][0055]
实施例三
[0056]
一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质，由以下重量份的原料组成：
[0057][0058]
实施例四
[0059]
一种具有高储能密度的玻璃陶瓷电介质，由以下重量份的原料组成：
[0060]