引言
鈦酸鋇是重要的介電陶瓷材料，在室溫下具備較高的介電常數(shù)，以及較低的居里溫度，具備優(yōu)異的性能，陶瓷薄膜電容器就是以鈦酸鋇為介電材料制備的，在電子領(lǐng)域和新能源領(lǐng)域具有很廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的制備鈦酸鋇薄膜電容器的方法有很多種，主要分為兩類：一類是化學(xué)法，成本較低，簡單易行，但是制備的薄膜性能較低。另一類是物理法，其薄膜質(zhì)量雖高，但是其設(shè)備昂貴，薄膜生長緩慢，難以大規(guī)模應(yīng)用。
另外近年以來，通過摻雜導(dǎo)電性能良好的材料分散到電介質(zhì)基底中，利用導(dǎo)電粒子在電介質(zhì)材料中的一定含量的分布，使其介電性能隨導(dǎo)電粒子含量變化達到“滲流效應(yīng)”，從而得到性能最優(yōu)異的電介質(zhì)材料。
本文以石墨紙作為電極材料，用提拉法制備微米級的鈦酸鋇涂覆膜，再加壓燒結(jié)制備陶瓷薄膜電容器。在燒結(jié)過程中利用石墨紙的高溫滲碳，來提高鈦酸鋇的介電性能。并利用燒結(jié)工藝的控制使其達到合適的量，利用馬弗爐后處理來控制鈦酸鋇中的碳含量，使碳-鈦酸鋇復(fù)合材料的介電性能達到最優(yōu)，從而制得性能較高的碳-鈦酸鋇復(fù)合陶瓷薄膜。
1實驗
1.1鈦酸鋇涂覆膜的制備
稱取定量的鈦酸鋇納米粉體與無水乙醇和氧化鋯球，按照質(zhì)量比1:1:1.25的比例稱取后放入球磨罐中，在星型球磨機中400r/min球磨16h，取出球磨分散液至于燒杯中。將剪好的石墨紙電極用壓片機采用適當(dāng)壓力壓至平整，用無水乙醇擦拭之后，采用浸漬提拉機以合適的速度在鈦酸鋇分散液中提拉鈦酸鋇涂覆膜，干燥后備用。
1.2碳-鈦酸鋇復(fù)合陶瓷膜的制備
先取適量的鈦酸鋇粉末置于模具底層，加適當(dāng)壓力使粉末平整，在鈦酸鋇粉體上將提拉制備的鈦酸鋇涂覆膜按照薄膜電容器的結(jié)構(gòu)疊片，然后再取等量的鈦酸鋇粉末鋪于疊片上層，然后整體加壓成型。燒結(jié)采用熱壓燒結(jié)爐，兩段法燒結(jié)。將裝有成型電容器的模具，放入熱壓燒結(jié)爐中，在真空條件下燒結(jié)鈦酸鋇陶瓷薄膜。全程加壓3MPa，升溫速率為30℃/min，升至900℃保溫15min，在1200℃保溫0.5h，自然冷卻。
1.3碳-鈦酸鋇復(fù)合陶瓷膜的后處理
將燒結(jié)制備的鈦酸鋇陶瓷薄膜電容器放入馬弗爐中進行除碳后處理，來調(diào)節(jié)電容器內(nèi)部含碳量，除去過量滲碳，升溫速率為1℃/min，考察不同后處理時間對于熱壓燒結(jié)制備的陶瓷薄膜介電性能的影響。在450℃下分別保溫1~8h，自然冷卻。將處理好的陶瓷薄膜電容器的兩側(cè)端電極涂覆上導(dǎo)電石墨乳，放入真空烘箱中80℃烘干。
1.4分析與測試
晶形分析采用采用X衍射儀分析，燒結(jié)狀態(tài)分析采用掃描電鏡分析，介電性能采用EIS測試分析。