本發明屬于高壓陶瓷技術領域，具體涉及一種高壓陶瓷材料及其制備方法。
背景技術：
目前廣泛生產使用的高壓陶瓷電容器材料中往往含有大量的鉛，鉛是一種強污染物范圍的元素，它具有不可降解性，對人體和環境都會造成長期持久的傷害。且同時一般配方的無鉛陶瓷電容器材料的介電常數較小，不能滿足電子線路小型化的需求，且耐壓值不夠高；現有的鈦酸鋇基陶瓷材料雖然擁有一定的高介電常數和低介質損耗，但是其陶瓷材料的結構穩定性差。
技術實現要素：
本發明提供了一種高壓陶瓷材料及其制備方法，解決了上述背景技術中的問題，所述高壓陶瓷有具有高介電常數、低介質損耗的優點，并且結構穩定性好。
為了解決現有技術存在的問題，采用如下技術方案：
一種高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇35～55份、氧化鋁20～25份、二氧化鈦5～7份、鋯酸鍶15～23份、鈦酸鍶3～8份、氧化釔2～6份、氧化鋅1～3份、二氧化鈰0.1～0.5份、膨潤土1～2份。
優選的，所述高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇45～49份、氧化鋁22～24份、二氧化鈦5.2～6.3份、鋯酸鍶18～21份、鈦酸鍶4～7份、氧化釔3～5份、氧化鋅2～3份、二氧化鈰0.3～0.4份、膨潤土1.1～1.7份。
優選的，所述高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇46份、氧化鋁23份、二氧化鈦5.9份、鋯酸鍶20份、鈦酸鍶6份、氧化釔4份、氧化鋅2.3份、二氧化鈰0.3份、膨潤土1.5份。
優選的，所述鈦酸鋇的制備方法包括以下步驟：
（1）按1∶1的摩爾比配備碳酸鋇和二氧化鈦；
（2）對碳酸鋇和二氧化鈦進行研磨并混合均勻，再將碳酸鋇和二氧化鈦的混合物料放入氧化鋁坩堝內，于1260℃下保溫120分鐘，得到鈦酸鋇；
（3）將步驟（2）得到的鈦酸鋇放入研磨機研磨并過200目篩，即可得到所述鈦酸鋇。
優選的，所述膨潤土為納基膨潤土。
一種制備所述高壓陶瓷材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取鈦酸鋇、氧化鋁、二氧化鈦、鋯酸鍶、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，備用；
（2）將鈦酸鋇、氧化鋁、鋯酸鍶、鈦酸鍶用蒸餾水或者去離子水采用行星球磨機球磨混合，球磨3～8小時后，置于烘干機中烘干，制得干粉料；
（3）將步驟（2）制得的干粉料放入反應釜中，升溫至500～600℃，保溫1～2小時，在惰性氣氛中加入二氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，攪拌混合均勻，繼續升溫至700～800℃，得混合物料；
（4）將步驟（3）得到的混合物料中加入聚乙烯醇溶液，放入超聲分散儀中分散30～50分鐘，置于20～30mpa下擠壓成型，然后置于1235～1245℃中燒結1～2小時；
（5）將步驟（4）得到的產物，以15℃/min的速度降溫至800～850℃，保溫1～2小時，然后自然冷卻，得到所述高壓陶瓷材料。
優選的，所述步驟（4）中聚乙烯醇溶液的濃度為10%。
優選的，所述步驟（4）中聚乙烯醇溶液的重量為混合物料重量的10%。
本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：
本發明所述的高壓陶瓷材料對組分配方和制備工藝進行了優化改進，配方不含鉛元素，綠色環保，成本低；通過對鈦酸鋇進行改性，極大的改善陶瓷材料的介電性能，大大提高陶瓷材料的介電常數與耐壓值，還極大的降低了介質損耗，并且還極大的提高了陶瓷材料的結構穩定性，高溫下穩定性得到極大的提高，改善了現有鈦酸鋇基陶瓷材料的穩定性差的問題；通過本發明配制的添加料與經過煅燒后的膨潤土的協同作用，能夠改善陶瓷材料的溫度特性。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
實施例1
本實施例涉及一種高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇35份、氧化鋁20份、二氧化鈦5份、鋯酸鍶15份、鈦酸鍶3份、氧化釔2份、氧化鋅1份、二氧化鈰0.1份、膨潤土1份。
其中，所述鈦酸鋇的制備方法包括以下步驟：
（1）按1∶1的摩爾比配備碳酸鋇和二氧化鈦；
（2）對碳酸鋇和二氧化鈦進行研磨并混合均勻，再將碳酸鋇和二氧化鈦的混合物料放入氧化鋁坩堝內，于1260℃下保溫120分鐘，得到鈦酸鋇；
（3）將步驟（2）得到的鈦酸鋇放入研磨機研磨并過200目篩，即可得到所述鈦酸鋇。
其中，所述膨潤土為納基膨潤土。
一種制備所述高壓陶瓷材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取鈦酸鋇、氧化鋁、二氧化鈦、鋯酸鍶、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，備用；
（2）將鈦酸鋇、氧化鋁、鋯酸鍶、鈦酸鍶用蒸餾水或者去離子水采用行星球磨機球磨混合，球磨3小時后，置于烘干機中烘干，制得干粉料；
（3）將步驟（2）制得的干粉料放入反應釜中，升溫至500℃，保溫1小時，在惰性氣氛中加入二氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，攪拌混合均勻，繼續升溫至700℃，得混合物料；
（4）將步驟（3）得到的混合物料中加入濃度為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的重量為混合物料重量的10%，放入超聲分散儀中分散30分鐘，置于20mpa下擠壓成型，然后置于1235℃中燒結1小時；
（5）將步驟（4）得到的產物，以15℃/min的速度降溫至800℃，保溫1小時，然后自然冷卻，得到所述高壓陶瓷材料。
實施例2
本實施例涉及一種高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇55份、氧化鋁25份、二氧化鈦7份、鋯酸鍶23份、鈦酸鍶8份、氧化釔6份、氧化鋅3份、二氧化鈰0.5份、膨潤土2份。
其中，所述鈦酸鋇的制備方法包括以下步驟：
（1）按1∶1的摩爾比配備碳酸鋇和二氧化鈦；
（2）對碳酸鋇和二氧化鈦進行研磨并混合均勻，再將碳酸鋇和二氧化鈦的混合物料放入氧化鋁坩堝內，于1260℃下保溫120分鐘，得到鈦酸鋇；
（3）將步驟（2）得到的鈦酸鋇放入研磨機研磨并過200目篩，即可得到所述鈦酸鋇。
其中，所述膨潤土為納基膨潤土。
一種制備所述高壓陶瓷材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取鈦酸鋇、氧化鋁、二氧化鈦、鋯酸鍶、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，備用；
（2）將鈦酸鋇、氧化鋁、鋯酸鍶、鈦酸鍶用蒸餾水或者去離子水采用行星球磨機球磨混合，球磨8小時后，置于烘干機中烘干，制得干粉料；
（3）將步驟（2）制得的干粉料放入反應釜中，升溫至600℃，保溫2小時，在惰性氣氛中加入二氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，攪拌混合均勻，繼續升溫至800℃，得混合物料；
（4）將步驟（3）得到的混合物料中加入濃度為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的重量為混合物料重量的10%，放入超聲分散儀中分散50分鐘，置于30mpa下擠壓成型，然后置于1245℃中燒結2小時；
（5）將步驟（4）得到的產物，以15℃/min的速度降溫至850℃，保溫2小時，然后自然冷卻，得到所述高壓陶瓷材料。
實施例3
本實施例涉及一種高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇45份、氧化鋁22份、二氧化鈦5.2份、鋯酸鍶18份、鈦酸鍶4份、氧化釔3份、氧化鋅2份、二氧化鈰0.3份、膨潤土1.1份。
其中，所述鈦酸鋇的制備方法包括以下步驟：
（1）按1∶1的摩爾比配備碳酸鋇和二氧化鈦；
（2）對碳酸鋇和二氧化鈦進行研磨并混合均勻，再將碳酸鋇和二氧化鈦的混合物料放入氧化鋁坩堝內，于1260℃下保溫120分鐘，得到鈦酸鋇；
（3）將步驟（2）得到的鈦酸鋇放入研磨機研磨并過200目篩，即可得到所述鈦酸鋇。
其中，所述膨潤土為納基膨潤土。
一種制備所述高壓陶瓷材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取鈦酸鋇、氧化鋁、二氧化鈦、鋯酸鍶、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，備用；
（2）將鈦酸鋇、氧化鋁、鋯酸鍶、鈦酸鍶用蒸餾水或者去離子水采用行星球磨機球磨混合，球磨5小時后，置于烘干機中烘干，制得干粉料；
（3）將步驟（2）制得的干粉料放入反應釜中，升溫至550℃，保溫1.5小時，在惰性氣氛中加入二氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，攪拌混合均勻，繼續升溫至750℃，得混合物料；
（4）將步驟（3）得到的混合物料中加入濃度為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的重量為混合物料重量的10%，放入超聲分散儀中分散40分鐘，置于25mpa下擠壓成型，然后置于1240℃中燒結1小時；
（5）將步驟（4）得到的產物，以15℃/min的速度降溫至825℃，保溫1.5小時，然后自然冷卻，得到所述高壓陶瓷材料。
實施例4
本實施例涉及一種高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇49份、氧化鋁24份、二氧化鈦6.3份、鋯酸鍶21份、鈦酸鍶7份、氧化釔5份、氧化鋅3份、二氧化鈰0.4份、膨潤土1.7份。
其中，所述鈦酸鋇的制備方法包括以下步驟：
（1）按1∶1的摩爾比配備碳酸鋇和二氧化鈦；
（2）對碳酸鋇和二氧化鈦進行研磨并混合均勻，再將碳酸鋇和二氧化鈦的混合物料放入氧化鋁坩堝內，于1260℃下保溫120分鐘，得到鈦酸鋇；
（3）將步驟（2）得到的鈦酸鋇放入研磨機研磨并過200目篩，即可得到所述鈦酸鋇。
其中，所述膨潤土為納基膨潤土。
一種制備所述高壓陶瓷材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取鈦酸鋇、氧化鋁、二氧化鈦、鋯酸鍶、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，備用；
（2）將鈦酸鋇、氧化鋁、鋯酸鍶、鈦酸鍶用蒸餾水或者去離子水采用行星球磨機球磨混合，球磨6小時后，置于烘干機中烘干，制得干粉料；
（3）將步驟（2）制得的干粉料放入反應釜中，升溫至580℃，保溫1.3小時，在惰性氣氛中加入二氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，攪拌混合均勻，繼續升溫至780℃，得混合物料；
（4）將步驟（3）得到的混合物料中加入濃度為10%的聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的重量為混合物料重量的10%，放入超聲分散儀中分散35分鐘，置于28mpa下擠壓成型，然后置于1235℃中燒結1.5小時；
（5）將步驟（4）得到的產物，以15℃/min的速度降溫至810℃，保溫1.5小時，然后自然冷卻，得到所述高壓陶瓷材料。
實施例5
本實施例涉及一種高壓陶瓷材料，包括以下重量份的原料：鈦酸鋇46份、氧化鋁23份、二氧化鈦5.9份、鋯酸鍶20份、鈦酸鍶6份、氧化釔4份、氧化鋅2.3份、二氧化鈰0.3份、膨潤土1.5份。
其中，所述鈦酸鋇的制備方法包括以下步驟：
（1）按1∶1的摩爾比配備碳酸鋇和二氧化鈦；
（2）對碳酸鋇和二氧化鈦進行研磨并混合均勻，再將碳酸鋇和二氧化鈦的混合物料放入氧化鋁坩堝內，于1260℃下保溫120分鐘，得到鈦酸鋇；
（3）將步驟（2）得到的鈦酸鋇放入研磨機研磨并過200目篩，即可得到所述鈦酸鋇。
其中，所述膨潤土為納基膨潤土。
一種制備所述高壓陶瓷材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取鈦酸鋇、氧化鋁、二氧化鈦、鋯酸鍶、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，備用；
（2）將鈦酸鋇、氧化鋁、鋯酸鍶、鈦酸鍶用蒸餾水或者去離子水采用行星球磨機球磨混合，球磨3～8小時后，置于烘干機中烘干，制得干粉料；
（3）將步驟（2）制得的干粉料放入反應釜中，升溫至560℃，保溫1.6小時，在惰性氣氛中加入二氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、二氧化鈰、膨潤土，攪拌混合均勻，繼續升溫至720℃，得混合物料；
（4）將步驟（3）得到的混合物料中加入聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液的重量為混合物料重量的10%，放入超聲分散儀中分散45分鐘，置于22mpa下擠壓成型，然后置于1240℃中燒結1.6小時；
（5）將步驟（4）得到的產物，以15℃/min的速度降溫至820℃，保溫1.5小時，然后自然冷卻，得到所述高壓陶瓷材料。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。