本发明专利技术提供一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，该介质材料包括主料、副料、改性剂和烧结助剂，本发明专利技术的温度稳定X8R型MLCC介质材料制备工艺简单、可实现中温烧结，其室温相对介电常数为1700-1950，室温损耗≤1.5％，室温绝缘电阻率≥5×1012Ω·cm，击穿电压≥5kv/mm，温度特性满足X8R要求，施加直流偏压2kv/mm时，其容值变化范围为：-25％≤ΔC/C0≤+15％，具有良好的产业化前景。
【技术实现步骤摘要】
用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料
本专利技术涉及电子信息材料与元器件
，尤其涉及一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料。
技术介绍
随着电子信息终端设备在高温环境下的应用，能适应于高温条件下稳定工作的MLCC成为迫切需要。尤其是在航空航天、汽车工业、勘探和军用移动通讯领域的应用，对高温的环境下MLCC的热稳定性和直流偏压提出了要求，以保障信号失真度小。常用X7R陶瓷材料已不能满足高温环境的使用要求，而一般的X8R陶瓷材料满足了高温使用环境的要求，但其在直流电压下介电常数明显下降。开发具有偏压特性的温度稳定X8R型多层瓷介电容器陶瓷材料成为当前的迫切需要，这也是本专利解决的问题。根据国际电子工业协会EIA标准，X8R型电容器陶瓷材料，以25℃的电容值为基准，在-55～+150℃的温度范围内，-15％≤ΔC/C0≤+15％，介质损耗≤2.5％。根据GJB192A-98中规定偏压特性，以25℃时的电容量为基准，在-55℃～125℃范围内，施加额定直流偏压时，-25％≤ΔC/C0≤+15％。现在已公开的涉及X8R型电容器陶瓷材料的专利数量很多，但均未涉及到其偏压特性，本专利技术以GJB192A-98中对偏压特性的规定作为参考，将其使用温度范围扩展为-55℃～150℃，即在该温度范围内，施加2kv/mm的直流电场时，其容值变化率为：-25％≤ΔC/C0≤+15％。
技术实现思路
本专利技术一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，该材料使得陶瓷能够在中温下烧结，并保持良好介电性能、较低的损耗、较高的绝缘电阻率和击穿电压以及良好的温度稳定性和偏压特性。本专利技术的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料由主料、副料、改性剂和烧结助剂组成，其中：所述主料为BaTiO3；所述副料为Na0.5Bi0.5TiO3、CaTiO3和MgTiO3中一种或两种；所述改性剂为Nb2O5、MnCO3、CeO2、SrCO3、Co2O3、Sm2O3和Y2O3中的四种或四种以上；所述烧结助剂为ZnO、CaO、H3BO3和SiO2中的三种或四种。进一步的，所述该温度稳定X8R型MLCC介质材料的制备步骤包括：称量、球磨、烘干和过筛，之后密封储存备用；其中，按所需的质量比例称取主料、副料、改性剂和烧结助剂于球磨罐中，以去离子水为介质进行混合球磨，为时5～8小时；烘干温度为110～120℃；过筛目数为100。进一步的，所述BaTiO3的纯度≥99.8wt％，粒度D50为0.6～0.8μm。进一步的，所述Na0.5Bi0.5TiO3的制备方法是：步骤1，将Bi2O3、Na2CO3和TiO2按1.01：1.01：4的摩尔比转化为质量比称取，获取第一原材料；步骤2，用无水乙醇作为介质对所述第一原材料进行混合球磨，球磨时间为8～12小时，获得第一球磨混合材料；步骤3，对所述第一球磨混合材料在温度为80～90℃的条件下进行6～8小时的烘干处理，获得第一烘干材料；步骤4，对所述第一烘干材料进行筛孔目数为100的过筛处理，然后在温度为800-850℃、保温时间为2～3小时的条件下进行煅烧，得到所述Na0.5Bi0.5TiO3。进一步的，所述CaTiO3的制备方法是：步骤1，将CaCO3和TiO2按1:1的摩尔比转化为质量比称取，获取第二原材料；步骤2，以去离子水为介质对所述第二原材料进行混合球磨，球磨时间为8～10小时，获得第二球磨混合材料；步骤3，对所述第二球磨混合材料在温度为100～120℃的条件下烘干，获得第二烘干材料；步骤4，对所述第二烘干材料进行筛孔目数为80的过筛处理，然后在温度为1000～1080℃、保温时间为3～5小时的条件下进行煅烧，得到所述CaTiO3。进一步的，所述MgTiO3的制备方法是：步骤1，将Mg(OH)2和TiO2按1:1的摩尔比转化为质量比称取，获取第三原材料；步骤2，以去离子水为介质对所述第三原材料进行混合球磨，球磨时间为8～10小时，的第三球磨混合材料；步骤3，对所述第三球磨混合材料在温度为100～120℃的条件下进行烘干处理，获得第三烘干材料；步骤4，所述第三烘干材料进行筛孔目数为80的过筛处理，然后在温度为1050～1150℃、保温时间为3～5小时的条件下进行煅烧，得到所述MgTiO3。进一步的，所述烧结助剂需要依次进行以下处理：1)球磨处理：球磨介质选用去离子水，球磨时间为6～8小时；2)烘干处理：温度为60～80℃，时间为12～16小时；3)过筛处理：过筛目数为80目；4)煅烧处理：温度为540～600℃，时间为5～6小时；5)研磨后再次过筛：过筛目数为100目；6)密封储存。进一步的，由所述温度稳定X8R型MLCC介质材料烧制成陶瓷介质材料的样品，需进行以下处理：步骤1，将所述温度稳定X8R型MLCC介质材料进行造粒、压片，制成陶瓷片；步骤2，将所述陶瓷片放入电阻炉中，以2～3℃/min由室温升高到560℃，保温2～3小时；步骤3，以4～6℃/min将560℃升至1130-1180℃，并保温2～3小时；然后随炉冷却至室温，烧制成陶瓷介质材料的样品。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料具备粒度分布均匀、分散性好、成型性工艺好、满足X8R要求，且具有优异的偏压特性，该介质材料不含Pb、Cd、Hg、Cr等有毒元素，符合环保要求。目前，国内尚无对于具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料的报道，本专利技术所提供的具有偏压特性的温度稳定X8R型多层瓷介电容器材料具有良好的发展和产业化前景。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实例对本专利技术作进一步详细说明。但所举实例不作为对本专利技术的限定。本专利技术所选原料如无特殊说明，均可通过商业渠道采购。实施例1一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，由主料、辅料、改性剂和烧结助剂构成。其中，主料BaTiO3粒度D50＝0.65μm，纯度≥99.8％。按照摩尔比1.01：1.01：4的比例称取Bi2O3、Na2CO3和TiO2，以无水乙醇为介质混合球磨10小时，在80℃下烘干6小时，研磨并过120目筛，放入坩埚在850℃下预烧2.5小时，得到钛酸铋钠粉体，并用自封袋进行封装储存备用。按照摩尔比1:1的比例将CaCO3和TiO2称取，以去离子水为介质，球磨8小时，在120℃烘干，过80目筛，在1060℃煅烧3小时，得到所述CaTiO3，并用自封袋进行封装储存备用。按照质量比1:2.5:0.8的比例称取H3BO3、ZnO和SiO2；选用去离子水作为球磨介质，球磨时间为6小时；烘干温度为80℃，时间为12小时，之后过80目筛；预烧温度为570℃，时间为5小时，之后随炉冷却；经过研磨后，过100目筛，获得所述烧结助剂GF-1，并用自封袋进行封装储存备用。按照表1的重量比进行主料、辅料、改性剂和烧结助剂的称取，以去离子水为介质，球磨混合8小时，在120℃下烘干8小时，取出陶瓷粉体，并用自封袋进行封装储存。对所制备陶瓷材料进行性能考核：称取3g陶瓷粉体，加入5wt％的PVA水溶液进行造粒，在200MPa下压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，其特征在于：该温度稳定X8R型MLCC介质材料由主料、副料、改性剂和烧结助剂组成，其中：所述主料为BaTiO3；所述副料为Na0.5Bi0.5TiO3、CaTiO3和MgTiO3中一种或两种；所述改性剂为Nb2O5、MnCO3、CeO2、SrCO3、Co2O3、Sm2O3和Y2O3中的四种或四种以上；所述烧结助剂为ZnO、CaO、H3BO3和SiO2中的三种或四种。
【技术特征摘要】
1.一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，其特征在于：该温度稳定X8R型MLCC介质材料由主料、副料、改性剂和烧结助剂组成，其中：所述主料为BaTiO3；所述副料为Na0.5Bi0.5TiO3与CaTiO3，或Na0.5Bi0.5TiO3与MgTiO3；所述改性剂为Nb2O5、MnCO3、CeO2、SrCO3、Co2O3、Sm2O3和Y2O3中的四种或四种以上；所述烧结助剂为ZnO、CaO、H3BO3和SiO2中的三种或四种。2.如权利要求1所述的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，其特征在于，所述该温度稳定X8R型MLCC介质材料的制备步骤包括：称量、球磨、烘干和过筛，之后密封储存备用；其中，按所需的质量比例称取主料、副料、改性剂和烧结助剂于球磨罐中，以去离子水为介质对所述主料、副料、改性剂和烧结助剂进行混合球磨，为时5～8小时；烘干温度为110～120℃；过筛目数为100。3.如权利要求1所述的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，其特征在于：所述BaTiO3的纯度≥99.8wt％，粒度D50为0.6～0.8μm。4.如权利要求1所述的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，其特征在于，所述Na0.5Bi0.5TiO3的制备方法是：步骤1，将Bi2O3、Na2CO3和TiO2按1.01：1.01：4的摩尔比转化为质量比称取，获取第一原材料；步骤2，用无水乙醇作为介质对所述第一原材料进行混合球磨，球磨时间为8～12小时，获得第一球磨混合材料；步骤3，对所述第一球磨混合材料在温度为80～90℃的条件下进行6～8小时的烘干处理，获得第一烘干材料；步骤4，对所述第一烘干材料进行筛孔目数为100的过筛处理，然后在温度为800-850℃、保温时间为2～3小时的条件下进行煅烧，得到所述Na0.5Bi0.5TiO3。5.如权利要求1所述的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，其特征在于，所述CaTiO3的制备方法是：步骤1，将CaCO3和TiO2按...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨魁勇，陈仁政，程华容，宋蓓蓓，杨喻钦，
申请(专利权)人：北京元六鸿远电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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