一种高温度介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温度介质材料，其介质材料按重量百分比计成分如下：BaTiO3：35~40wt%，SrTiO3：5~35 wt %，PbTiO3：2~25 wt %，CaZrO3：5~15 wt %，Bi2O3·nTiO2：1~30 wt %，MgO：5~25 wt %，MnCO3：0.1~1 wt %，其中所述的n=1~5；其制备方法为：配置BaTiO3、SrTiO3­、PbTiO3、CaZrO3、Bi2O3·nTiO2各粉料，并合成制备成基础料；向合成的基础料中加入MgO和MnCO3，进行合成；对生产出来的陶瓷电容介质材料加工成介电陶瓷坯体，并进行检测。本发明专利技术可以获得陶瓷电容介质材料为‑25℃～85℃的介电常数变化率（|Δε|/ε25）小于3%、介电常数（ε25）大于2000、损耗角正切值（tgδ）小于1%、击穿电压（VBDC）大于20千伏/毫米的电气特性。

【技术实现步骤摘要】
一种高温度介质材料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷电容器介电材料
，属于一种高温度介质材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术的迅猛发展，电子元器件日益向小型化、多功能化、高可靠性和低成本方向发展。作为现代电子行业的基础，陶瓷电容器介质材料具有易合成、低成本和适宜产业化的特点。制备的陶瓷介质电容器以其体积小、比容大、内部电感小和高频稳定性好等优点，在电容器行业始终占据主导地位。传统的介电陶瓷，通常以BaTiO3或具有ABO3钙钛矿结构的钛酸盐系陶瓷材料为主晶相，在追求高介电和高容量的同时，需要通过适量掺杂而获得所合适的电气性能。然而，按照传统配方与工艺所制备的介电陶瓷，存在介电常数温度变化率大、损耗角正切值对电压依赖性高的特点，并且存在陶瓷坯体脆性大，不宜机械加工的缺点。现代高功率器件和精密滤波器对介电陶瓷的温度稳定性要求不断提高，同时对介电陶瓷体外形及结构方面的要求亦日益多样化，因此提高介电陶瓷温度稳定性，降低瓷体脆性变得尤为重要。尽管BaTiO3体系具有较高的介电常数，被认为是电子工业的支柱，但介电常数在居里点附近有较大突变，且随环境温度的变化较大。目前，广泛应用于移动通信产品、笔记本电脑、航空仪表等方面的X7R介电陶瓷的温度稳定性（±16%）已经不能满足多层陶瓷电容器（MLCC）和电流磁场干扰（EMI）滤波器的使用要求。因此改善钛酸钡基陶瓷的介电温度稳定性仍然是目前的研究热点之一，而当前改善钛酸钡基陶瓷温度稳定性的研究主要集中在钛酸钡粉体的制备和材料配方方面。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了一种高温度介质材料及其制备方法，制成一种耐高温稳定型陶瓷电容器。本专利技术的技术解决方案是：提出了一种高温度介质材料，所述介质材料按重量百分比计成分如下：BaTiO3：35~40wt%，SrTiO3：5~35wt%，PbTiO3：2~25wt%，CaZrO3：5~15wt%，Bi2O3·nTiO2：1~30wt%，MgO：5~25wt%，MnCO3：0.1~1wt%，其中所述的n=1~5。又提出一种高温介质材料制备方法，步骤如下：（1）配置BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、CaZrO3、Bi2O3·nTiO2各粉料，并合成制备成基础料；（2）向步骤（1）合成的基础料中加入MgO和MnCO3，进行合成；（3）将步骤（2）中生产出来的陶瓷电容介质材料加工成介电陶瓷坯体，并进行检测。进一步，步骤（1）中所述的各粉料进行湿式球磨、出料、脱水、干燥、压块、预合成步骤制备。进一步，步骤（2）中所述各组分含量为BaTiO3：35~40wt%，SrTiO3：5~35wt%，PbTiO3：2~25wt%，CaZrO3：5~15wt%，Bi2O3·nTiO2：1~30wt%，MgO：5~25wt%，MnCO3：0.1~1wt%。进一步，步骤（3）中所述的介电陶瓷坯体的制作工艺为：湿式球磨、出料、脱水、干燥、压块、再合成、破碎、湿式球磨、出料、浆料沉降、浆料配制、离心造粒、除铁。本专利技术的有益效果为：本专利技术得到的陶瓷电容器介质瓷料经过干压成型、烧结、印刷电极制成陶瓷电容器介质瓷体，对其进行检测，可以获得-25℃～85℃的介电常数变化率（|Δε|/ε25）小于3%、介电常数（ε25）大于2000、损耗角正切值（tgδ）小于1%、击穿电压（VBDC）大于20千伏/毫米的电气特性。附图说明：图1为本专利技术得到的高温度介质材料烧结工艺曲线。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的保护范围不仅局限于实施例。实施例1：（1）按照以下配比计算基础材料配方：BaTiO3：BaCO3+TiO2=100mol%+100mol%SrTiO3：SrCO3+TiO2=100mol%+100mol%PbTiO3：PbO+TiO2=100mol%+100mol%Bi2O3·nTiO2（n=1~5）：Bi2O3+TiO2=100mol%+n*100mol%（n=1~5）CaZrO3：CaCO3+ZrO2=100mol%+100mol%所选用的原材料，其主含量大于99.0%。（2）将按照步骤（1）中计算并称量好的基础材料之原材料，依据以下工艺要求进行加工：A、湿式球磨：料+水+玛瑙球=1.0+1.5+1.3（重量比），球磨时间=12小时。B、出料：将球磨好的浆料存放在专用容器中。C、脱水（压滤）：压强=0.8MpaD、干燥：120℃保持12小时。E、压块：压制密度=2.5g/cm3。F、预合成：升温速率=150℃/小时，合成温度见下表表1，保温时间=3小时，降温速率=250℃/小时。表1基本材料合成温度G、破碎：辊轧后的材料颗粒度小于2mm。H、包装：将辊轧后的材料分别包装，以备需要时使用。（3）将按照步骤（2）所生产出的基础材料按照以表2计算本专利技术所涉及的陶瓷电容器介质材料配比：表2实施例1的陶瓷电容器介质材料配比（4）本专利技术涉及到温度稳定型介电材料的制造方法按照以下工艺进行：A、根据步骤（3）计算并称量原始材料：B、湿式球磨：料+水+玛瑙球=1.0+1.3+1.0（重量比），球磨时间=24小时。C、出料：将球磨好的浆料存放在专用容器中。D、脱水（压滤）：压强=0.8MPaE、干燥：120℃保持12小时。F、压块：压制密度=2.5g/cm3。G、再合成：升温速率=150℃/小时，合成温度为1150℃，保温时间=3小时，降温速率=200℃/小时。H、破碎：辊轧后的材料颗粒度小于2mm。I、湿式球磨：料+水+玛瑙球=1.0+1.3+1.0（重量比），球磨时间=24小时。J、出料：将球磨好的浆料存放在专用容器中。K、浆料沉降：让存放在专用容器中的浆料自然沉降24小时以上。L、浆料配制：用PVA粘合剂、可塑剂、分散剂、消泡剂与去离子水，将沉降后浆料配制成含固量为50%的离心造粒浆料。PVA粘合剂的浓度为：15%。浆料配比：陶瓷电容器介质材料+PVA+可塑剂+分散剂+消泡剂+去离子水=1000g+150ml+0.1ml+0.2ml+0.01ml+85m；M、离心造粒：200目~350目的颗粒总量大于95wt%。N、除铁：造粒好的瓷料投入磁感应强度为30000高斯的除铁机中进行除铁。（5）将经过步骤（4）生产出来的陶瓷电容器介质材料按照以下工艺加工成介电陶瓷坯体，并进行检测。A、干压成型：成型尺寸为Φ10×1mm，成型密度=3.2~3.4g/cm3。B、烧结：烧结温度范围在1250~1350℃，具体烧结曲线参见图1。C、制备电极：使用含银量不低于70wt%的银浆，200目丝网印刷，820℃保温10分钟烧渗银电极。生产出来介电陶瓷坯具的技术特性如表3。表3实施例1生产出来的介电陶瓷坯具的技术特征实施例2：（1）按照以下配比计算基础材料配方：BaTiO3：BaCO3+TiO2=100mol%+100mol%SrTiO3：SrCO3+TiO2=100mol%+100mol%PbTiO3：PbO+TiO2=100mol%+100mol%Bi2O3·nTiO2（n=1~5）：Bi2O3+TiO2=100mol%+n*100mol%（n=1~5）CaZrO3：CaCO3+ZrO2=100mol%+100mol%所选用的原材料，其主含量大于98.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温稳定型陶瓷电容用介质材料，其特征在于：所述介质材料按重量百分比计成分如下：BaTiO3：35~40wt%，SrTiO3：5~35 wt %，PbTiO3：2~25 wt %，CaZrO3：5~15 wt %，Bi2O3·nTiO2：1~30 wt %，MgO：5~25 wt %，MnCO3：0.1~1 wt %，其中所述的n=1~5。

【技术特征摘要】
1.一种高温稳定型陶瓷电容用介质材料，其特征在于：所述介质材料按重量百分比计成分如下：BaTiO3：35~40wt%，SrTiO3：5~35wt%，PbTiO3：2~25wt%，CaZrO3：5~15wt%，Bi2O3·nTiO2：1~30wt%，MgO：5~25wt%，MnCO3：0.1~1wt%，其中所述的n=1~5。2.根据权利要求1所述的一种高温稳定型陶瓷电容用介质材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）配置BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、CaZrO3、Bi2O3·nTiO2各粉料，并合成制备成基础料；（2）向步骤（1）合成的基础料中加入MgO和MnCO3，进行合成；（3）将步骤（2）中生产出来的陶瓷电容介质材料加工成介电陶瓷坯体，并进行检测。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国强，张文宽，安前昱，
申请(专利权)人：安徽升鸿电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34