一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料及其制备方法技术

技术编号:12978523 阅读:74 留言:0更新日期:2016-03-04 01:05
本发明专利技术公开了一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料及其制备方法,以100重量份的[(1-x)BaTiO3-xBiyNazTiO3]为基材,添加1.5-2.5重量份的NbO、0.1-0.5重量份的RE2O3、0.05-0.15重量份的MnO和2-4重量份的BiBO3,用去离子水作为分散介质、球磨、烘干并造粒,再将造粒后的粉料压制成圆片生坯,然后在空气气氛中升温至1080-1200℃,保温烧结2-6h,即制得X9R型多层陶瓷电容器用介质材料,该介质材料具有介电损耗低,使用温度高(-55℃-200℃),良好的温度稳定性(-15%≤ΔC/C≤15%)等特点,利用本发明专利技术可使多层陶瓷电容器、调谐器、双工器、等元器件适合高温(-55℃-200℃)的应用,有极高的产业化前景及工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及功能陶瓷材料
,特别是指低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介 质材料及其制备方法。
技术介绍
随着科技进步及工业化应用的提高,未来市场中对多层陶瓷电容器(MLCC)应用 范围将不断提高,普遍采用的X7R型MLCC材料将不能满足高于125°C环境溫度的使用。未 来在发动机及地层勘探等高溫领域,MLCC的应用将越来越普遍。目前各国都对高溫型X9R 型(-55-200°C)MLCC的研制和生产都提上了日程,且作为关键的技术材料,禁止技术出口。 目前我国对X9R型MLCC材料多处于研制阶段,所报道的各种X9R型陶瓷介质材料皆有多种 不足。如专利号:201410704138.X,所报道的材料W铁酸领-铁酸祕钢或铁酸领-铁酸祕钟 为主基材,其介电损耗在2%左右。专利号:201410504642. 5,所报道的材料W铁酸领-铁 酸祕钢-五氧化二妮为主基材,其介电损耗在1. 6-1.8%。武汉理工大学的几种X9R专利, 均W祕基化合物与铁酸领的共烙体为主基材料,所设及的材料祕含量过高,在工业化中不 适用于MLCC制备。四川宏明公开的专利(200810046591. 0),其在低溫-55 °C时TCC变化低 于X9R要求。相对于其他X9R材料,其介电损耗更低,因而所制备的陶瓷电容器,热稳定性 更高,更适合于工业化运用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料及其制备方 法。由于纯铁酸领在高于居里溫度(大约在125°C)介电常数急剧下降,MLCC电容稳定性 差,不适合直接做X9R陶瓷介质材料。本专利技术通过W下Ξ个主要方面实现高溫稳定X9R陶 瓷介质材料:1)提高铁酸领基陶瓷材料的居里溫度,使之能适应更高的环境溫度;2)扁平 化铁酸领基陶瓷材料的居里峰,使之在工作溫度范围内,介溫稳定性符合X9R特性要求;3) 复合施主和受主渗杂,降低X9R陶瓷介质材料的损耗。 本专利技术采用如下的技术方案: 阳0化]一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料,其原料组分包括: 100重量份的 1. 5-2. 5重量份的佩0 0. 1-0. 5 重量份的RE2O3 0. 05-0. 15 重量份的MnO 2-4 重量份的BiB03 其中,X= 0. 05-0. 15,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为含妮的氧化物,具体为佩2〇5、MgNbzOe、化佩2〇6、Ca(Mgi/3,佩2/3)〇3和 Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3中的一种或多种; 阳01引RE为Y、Nd和化的一种或多种; 阳014] MnO为含儘的氧化物,具体为MnC〇3和MnO2中的一种或两种。 阳〇1引进一步的,所述BiyNazTi〇3主要包括Bin.sNan.sTiOs及少量Bin.sNan.JiOs和 Bi〇. 4化〇.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) 03 由CaC〇3、MgO和佩2〇5般烧而成; Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3由BaCO3、MgO和佩2〇日般烧而成。 进一步的,所述BiB〇3由Bi2〇3和B2〇3般烧而成。 一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方法,其特征在于:包括如 下步骤: 阳〇2引 (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; 似按分子式进行配料、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; 阳0巧]做制备佩0和BiB〇3; (4)W100 重量份的为基材,添加 1. 5-2. 5 重量份的 佩0、0. 1-0. 5重量份的RE203、0. 05-0. 15重量份的MnO和2-4重量份的BiB〇3,用去离子水 作为分散介质、球磨、烘干并造粒; 妨将造粒后的粉料压制成圆片生昆,然后在空气气氛中升溫至1080-1200。保 溫烧结2-化,即制得X9R型多层陶瓷电容器用介质材料。 进一步的,所述步骤(3)中佩0为含妮的氧化物,具体为Nb205、MgNb206、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; 其中,MgNbzOe的制备方法:将佩2〇5和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ZnoW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e; 阳03U化(Mgi/3,佩2/3)〇3的制备方法:将化C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1150-120(TC溫度般烧2-6小时合成化(Mgi/3,佩2/3)〇3; 阳03引Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3的制备方法:将BaCO3、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1150-120(TC溫度般烧2-6小时合成Ba(Mgi/3,佩2/3)〇3。 进一步的,所述BiB〇3的制备方法:将Bi2〇3与B2〇3^酒精为介质球磨混合、干燥、 破碎过40目筛网,在350-400°C溫度般烧1-2小时合成BiB〇3。 进一步的,所述Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3的制备方法中采用2-5mm的氧化错球作磨介,研 磨6-15h,烘干后过80目筛,加入3-7%石蜡做粘结剂共同烘赔造粒,再次过80目筛。 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1080-1200°C,保溫烧结2-化,即制得X9R型多层陶瓷电容器用介 质材料。 本专利技术具有如下有益效果:W铁酸领为基础,添加适量铁酸祕钢形成共烙化合物,有效将铁酸领的居里峰移 至160-170°C;含妮氧化物的添加主要能够将居里峰压低,同时又能适当降低损耗;适当添 加BiB〇3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I、 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为样品容溫变化测试曲线。【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: 柳41] 实施例1 低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方法,包括W43] (1)称取 52. 26g的Bi2〇3、ll. 89g的胞2〇)3和 35. 85g的TiO2,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.sNae.sTiOs,含少量的Bi。.eNa。.Ji〇3和Bi。. 4Na。.eTi〇3,其他实施例中的铁酸祕钢均为如此。 W44本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料,其原料组分包括:100重量份的[(1‑x)BaTiO3‑xBiyNazTiO3]1.5‑2.5重量份的NbO0.1‑0.5重量份的RE2O30.05‑0.15重量份的MnO2‑4重量份的BiBO3其中,x=0.05‑0.15,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为含铌的氧化物,具体为Nb2O5、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的一种或多种;MnO为含锰的氧化物,具体为MnCO3和MnO2中的一种或两种。

【技术特征摘要】
...

【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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