一种高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法技术

技术编号:12952395 阅读:58 留言:0更新日期:2016-03-02 12:27
本发明专利技术公开了一种高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法,由该材料制备的陶瓷电容器工作温度在-55~250℃。该介质材料的原料组成为:100重量份的[(1-x)BaTiO3-xBiyNazTiO3];4-6重量份的NbO;0.1-0.5重量份的RE2O3;0.05-0.15重量份的MnO2;2-4重量份的CaSiB2O6;其中:x=0.08~0.20,y=0.4~0.6,z=0.4~0.6,在[(1-x)BaTiO3-xBiyNazTiO3]中BaTiO3和BiyNazTiO3的摩尔比为(1-x):x;NbO含为铌的氧化物,包括MgNb2O6、ZnNb2O6、Ca(Mg1/3,Nb2/3)O3和Ba(Mg1/3,Nb2/3)O3中的一种或多种;RE为Y、Nd和Er中的一种或多种。本发明专利技术提供的高温陶瓷电容器介质材料,具有介电常数≥800,介电损耗低,良好的温度稳定性(-15%≤ΔC/C≤15%)等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及功能陶瓷材料
,特别是指一种高溫陶瓷电容器介质材料及其 制备方法。
技术介绍
未来在高溫控制及高溫传感领域,陶瓷电容器所要挑战的工作溫度将越来越高。 随着人们对燃油经济性及环保意识的提高,未来的发动机要求更有效的能源控制,运就要 求发动机控制电路能够承受更高的工作溫度,作为电子元器件的陶瓷电容器的工作溫度范 围尤为重要。目前普遍采用X7R型陶瓷电容将无法承受高于125°C的工作溫度,而X8R及 X9R相对可靠的最高工作溫度仅为200°C。 目前我国对工作溫度高于200°C的陶瓷介质材料多处于研制阶段,所报道的各 种高溫型陶瓷介质材料皆有多种不足。如四川宏明公开的专利(200810046591.0),其 在-55°C及250°C时TCC变化低于± 15%要求,且配方瓷粉宣称直接添加8~16%的Biz化, 高含量的祕会导致陶瓷电容器后期锻银时发生不必要的元素置换,导致器件损耗升高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足,提供一种高溫陶瓷电容器介质材料及其制 备方法,该介质材料的介电损耗低,采用该介质材料所制备的陶瓷电容器,热稳定性更高, 更适合于工业化运用。 阳005] 本专利技术采用如下的技术方案: 一种高溫陶瓷电容器介质材料,其原料组分为: 100 重量份的; 4-6重量份的佩0 ; 0. 1-0. 5 重量份的RE2O3; 0. 05-0. 15 重量份的Mn〇2; 柳川 2-4重量份的CaSiBzOe;其中:x= 0. 08 ~0. 20,y= 0. 4 ~0. 6,Z= 0. 4 ~0. 6,在中BaTi〇3和BiyNazTi〇3的摩尔比为(1-X):x 阳〇1引佩0含为妮的氧化物,包括MgNbzOe、化佩2〇6、Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3和Ba(Mg1/3,佩2/3) 〇3 中的一种或多种; RE为Y、Nd和化中的一种或多种; 进一步的,所述Biy化zTi〇3铁酸祕钢主要为Bi〇.5Na〇.sTi〇3含有少量Bi〇.sNa〇.4Ti〇3 和Bin.4Na〇.eTi〇3。 进一步的,所述含妮的氧化物中 1邑佩2〇6由MgO和佩2〇5般烧而成; 阳0化]2〇佩2〇6由ZnO和佩2〇5般烧而成;Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3由化CO3、MgO和佩2〇日般烧而成; Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3由BaCO3、MgO和佩2〇日般烧而成; 一种高溫陶瓷电容器介质材料的制备方法,包括如下步骤: 阳0巧(1)按化学式BiyNazTi〇3的要求对TiO2、化2〇)3和Bi2〇3进行配料,般烧制得 BiyNazTi〇3; 阳02;3]似按化学式进行配料、球磨、干燥,粉碎过40目筛 网,在1100~1200°C溫度般烧2-8小时合成共烙化合物; 做制备佩0 和CaSiBzOe; 阳0巧](4) W 100重量份的共烙化合物为基材,添加4-6重量份的Nb0、0. 1-0. 5重量份的RE203、0. 05-0. 15重量份的Mn〇2、2-4重量份的CaSiBzOe,用去离子水作为分散介质,球磨、烘 干并造粒; (5)将造粒后的粉料压制成圆片生巧,然后在空气气氛中升溫至1080~116(TC, 保溫烧结2-化,即制得高溫陶瓷电容器介质材料。 阳〇27] 进一步的,所述步骤(3)中佩0包括MgNbzOe、ZnNbzOe、Ca(Mgi/3,佩2/3)〇3和Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3中的一种或多种,其中 阳02引MgNbzOe的制备方法:将佩2〇5与MgOW去离子水为介质球磨混合,干燥,破碎过40 目筛网,在700~900°C溫度般烧2-6小时合成MgNbzOe; 化佩2〇6的制备方法:将Nb2〇5与化0 W去离子水为介质球磨混合,干燥,破碎过40 目筛网,在700~900°C溫度般烧2-6小时合成化佩2〇6;Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3的制备方法:将化C03、MgO与佩2〇5W去离子水为介质球磨混合、 干燥、破碎过40目筛网,在1150~1200°C溫度般烧2-6小时合成化(Mgi/3,佩2/3) 〇3; 阳03UBa(Mgi/3,佩2/3)〇3的制备方法:将BaC〇3、MgO与佩2〇5^去离子水为介质球磨混合、 干燥、破碎过40目筛网,在1150~1200°C溫度般烧2-6小时合成Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3。 进一步的,所述步骤(4)中采用2-5mm的氧化错球作磨介,研磨6-15h,烘干后过 80目筛,加入37%石蜡做粘结剂共同烘赔造粒,再次过80目筛。 进一步的,化SiBzOe的制备方法:将碳酸巧、棚酸及二氧化娃W酒精为介质球磨混 合、干燥,破碎过40目筛网,在500~700°C溫度般烧2-6小时合成巧棚娃氧化物。 进一步的,所述步骤(5)中造粒后的粉料在5~lOMPa下压制成圆片生巧,然后在 空气气氛中用3-化升溫至1080~116(TC,保溫烧结2~化,即制得高溫陶瓷电容器介质 材料。 本专利技术的有益效果是:W铁酸领为基础,添加适量铁酸祕钢形成共烙化合物,有效 将铁酸领的局里峰移至高于200°C的溫度段;含妮氧化物的添加主要能够将局里峰压低, 同时又能适当降低损耗;适当添加化SiBzOe作助烧剂,有利于提高介质瓷体的致密度,降低 损耗;适量添加稀±元素灯、化l、Er)在铁酸领基介电陶瓷材料中既可W作为施主也可W作 为受主进行渗杂改性,提高材料系统的绝缘电阻率、抗老化性能和抗还原性能;适当添加儘 的氧化物,能够在烧结过程中有效阻止Ti4+的还原,在降低介质损耗中起决定作用。【附图说明】 下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。 图1为本专利技术制备的样品容溫变化测试曲线图。【具体实施方式】W下将结合具体实施例对本专利技术做进一步详细描述: 阳〇例实施例1(1)称取52. 26浊i2〇3、11.89gNa2C〇3和35. 85巧iO2,混合球磨、过筛,于800°C溫度 般烧4小时合成铁酸祕钢;该铁酸祕钢的主要成分为Bie.eNa。. Ji〇3,含少量的Bie.eNae.Ji〇3 和Bia.4Naa.eTi〇3,其他实施例中的铁酸祕钢均为如此。 (2)称取81. 49g铁酸领和18. 5g铁酸祕钢,球磨混合、干燥,破碎过40目筛网,于 1200°C溫度般烧3小时合成共烙化合物; (3)称取49. 52gCaC〇3、6. 65g MgO及43. 84g佩2〇5,球磨混合、干燥,破碎过40目 筛网,在118(TC溫度般烧3小时合成Ca(Mgi/3,佩2/3)〇3; (4)将 35.26gCaC〇3、43. 57gH3B〇3和21. 17gSiO2进行称量、W酒精为介质球磨混 合、干燥,破碎过40目筛网,在500°C溫度般烧4小时合成化SiBzOe; 妨称取93. 72g的共烙化合物,5. 78gCa(Mgi/3,佩2/3)〇3、〇. 146gLa2〇3、〇.352gMn〇2、 2. 5g化SiB2〇7进行配料。采用2mm错球研磨化,烘干过80目标准筛,添加7%石蜡共炒造 粒,然后再次过80目标准筛。将造粒后的粉料在8~lOMPa下压制成圆片生巧,然后在空 气气氛中用化升溫至1100~114(TC,烧结化,即制得陶瓷电容器介质。在烧制后的圆片 上刷银本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温陶瓷电容器介质材料,其原料组分为:100重量份的[(1‑x)BaTiO3‑xBiyNazTiO3];4‑6重量份的NbO;0.1‑0.5重量份的RE2O3;0.05‑0.15重量份的MnO2;2‑4重量份的CaSiB2O6;其中:x=0.08~0.20,y=0.4~0.6,z=0.4~0.6,在[(1‑x)BaTiO3‑xBiyNazTiO3]中BaTiO3和BiyNazTiO3的摩尔比为(1‑x):xNbO含为铌的氧化物,包括MgNb2O6、ZnNb2O6、Ca(Mg1/3,Nb2/3)O3和Ba(Mg1/3,Nb2/3)O3中的一种或多种;RE为Y、Nd和Er中的一种或多种。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:陈永虹林志盛宋运雄黄祥贤谢显斌吴金剑许金飘
申请(专利权)人:福建火炬电子科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:福建;35

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