本发明专利技术公开了一种高介电常数NP0型介质陶瓷及其制备方法，化学式为(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(0≤x≤0.1)；本发明专利技术采用Bi2O3、Nb2O5、SnO2、ZnO为原料，于750℃下煅烧，于950～1025℃烧结。通过改变焦绿石结构中位于A位的Bi/Zn比例，再采用高离子极化率的Sn4+取代位于B位半径相似的Nb5+，从而提高体系的介电常数。本发明专利技术介电常数在120～170之间，电容量温度系数TCC在-29×10-6/℃～22×10-6/℃范围内，可用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备，于较低温度下烧结，大大降低了多层器件的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种新型高介电常数、温度稳定型的高频介质陶瓷及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着电子信息产业的飞速发展，用于移动通讯等设备的电子元件在不断追求小型化、高频化和高可靠性化。多层片式陶瓷电容器(MLCC)凭借其小体积、大比容、耐潮湿、长寿命、高可靠性、片式化以及适应从低频到超高频范围的集成电路的使用等优点，得到了迅速的发展。 NP0电容器是一种最常用的具有温度补偿特性的I类陶瓷电容器，其电容量非常稳定，被广泛应用于振荡器、谐振器的槽路电容以及高频电路中的耦合电容。根据国际电子工业协会EIA(Electronic Industries Association)标准，NP0温度稳定型电容器是指以25℃的电容值为基准，在温度从-55℃到+125℃的范围之内，电容量温度系数(TCC)≤±30ppm/℃。采用MLCC技术的NP0特性陶瓷材料具有体积小、比容大、耐潮湿、长寿命、片式化、寄生电感低、高频特性好等诸多优点，可适应从低频到超高频范围的集成电路的使用，并大大提高电路组装密度，缩小整机体积，已成为最能适应电子技术飞速发展的元件之一。 Bi2O3-ZnO-Nb2O5三元系介质陶瓷具有焦绿石结构，其分子式可写为A2B2O6O’，随组分变化，该体系陶瓷存在两个具有不同介电性能的主要结构：(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(α-BZN)立方焦绿石(εr≈150,tanδ≤4×10-4,TCC≈-400×10-6/℃)和Bi2Zn2/3Nb4/3O7(β-BZN)单斜钛锆钍结构(εr≈80,tanδ≤2×10-4,TCC≈170×10-6/℃)。该体系具有烧结温度低、介电常数高、介电损耗小等优点，并且其不与Ag内电极浆料起反应，可采用低钯含量的银钯浆料作为内电极，可应用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备，并大大降低多层器件的成本。然而，体系的温度系数较大，为满足实际应用，调解体系的温度系数，进一步提高体系的介电常数，成为研究者努力的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的，是在现有技术的基础上提供一种高介电常数NP0型介质陶瓷及其制备方法。 本专利技术通过如下技术方案予以实现。 一种高介电常数NP0型介质陶瓷，化学式为(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(0≤x≤0.1)； 该高介电常数NP0型介质陶瓷的制备方法，具有如下步骤： (1)将原料Bi2O3、Nb2O5、SnO2、ZnO按(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(0≤x≤0.1)的化学计量比称量配料； (2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料； (3)将步骤(2)处理后的粉料于750℃下煅烧，保温4小时，合成主晶相； (4)在步骤(3)处理后的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干后过80目筛，再用粉末压片机以2MPa的压力压成坯体； (5)将步骤(4)成型后的坯体于950～1025℃烧结，保温4小时，制成高介电常数NP0型介质陶瓷； (6)测试制品的高频介电性能。 所述步骤(2)和步骤(4)的烘干温度为100℃。 所述步骤(2)和步骤(4)的陶瓷粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2。 所述步骤(4)的坯体为Φ10mm×1mm的圆片。 所述步骤(5)的烧结温度为1000℃。 本专利技术的有益效果：是提供了一种高介电常数温度稳定型陶瓷电容器介质材料，制得的(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(0≤x≤0.1)介质材料，其烧结温度为950～1025℃，介电常数εr在120～170之间，电容量温度系数TCC在-29×10-6/℃～22×10-6/℃范围内，此方法制得的高频介质陶瓷材料，具有较高的介电常数，符合NP0型介质材料的标准，并可用于多层片式陶瓷电容器(MLCC)的制备。 具体实施方式 本专利技术所用原料均为市售分析纯试剂，下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明，具体实施例如下。 实施例1 (1)将原料Bi2O3、Nb2O5、SnO2、ZnO按(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.4Sn0.1)O7.1的化学计量比称量配料； (2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时，粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2；将球磨后的原料置于红外干燥箱中于100℃下烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料； (3)将步骤(2)混合均匀的粉料于750℃下煅烧，保温4小时，合成主晶相； (4)在步骤(3)煅烧后的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2，球磨12小时，于100℃烘干后过80目筛，再用粉末压片机以2MPa的压力压成Φ10mm×1mm的坯体； (5)将步骤(4)成型后的坯体于1000℃烧结，保温4小时，制成高介电常数的低温烧结NP0型陶瓷电容器介质材料； (6)采用Agilent4278A阻抗分析仪测试其介电性能，在1MHz下，εr＝170,tanδ＝0.0045,TCC＝0.37×10-6/℃。 实施例2-4 实施例2-4与实施例1的制备工艺的区别在于化学式中x与烧结温度的不同，其相应的介电性能详见表1。 表1 本专利技术不局限于上述实施例，一些细节的变化是可能的，但这并不因此违背本专利技术的范围和精神。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高介电常数NP0型介质陶瓷，化学式为(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5‑xSnx)O7.15‑x/2(0≤x≤0.1)；该高介电常数NP0型介质陶瓷的制备方法，具有如下步骤：(1)将原料Bi2O3、Nb2O5、SnO2、ZnO按(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5‑xSnx)O7.15‑x/2(0≤x≤0.1)的化学计量比称量配料；(2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；(3)将步骤(2)处理后的粉料于750℃下煅烧，保温4小时，合成主晶相；(4)在步骤(3)处理后的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干后过80目筛，再用粉末压片机以2MPa的压力压成坯体；(5)将步骤(4)成型后的坯体于950～1025℃烧结，保温4小时，制成高介电常数NP0型介质陶瓷；(6)测试制品的高频介电性能。
【技术特征摘要】
1.一种高介电常数NP0型介质陶瓷，化学式为(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(0≤x≤0.1)；
该高介电常数NP0型介质陶瓷的制备方法，具有如下步骤：
(1)将原料Bi2O3、Nb2O5、SnO2、ZnO按(Bi1.8Zn0.2)(Zn0.5Nb1.5-xSnx)O7.15-x/2(0≤x≤0.1)的
化学计量比称量配料；
(2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；将
球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；
(3)将步骤(2)处理后的粉料于750℃下煅烧，保温4小时，合成主晶相；
(4)在步骤(3)处理后的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐中，
加入氧化锆球和去离子水，球磨...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玲霞，金雨馨，董和磊，于仕辉，许丹，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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