一种高介电常数陶瓷电容器瓷料及其制造方法技术

一种高介电常数陶瓷电容器瓷料及其制造方法，所述瓷料由下述wt％的原料制成：BaTiO390～98，Nb2O50.5～2.3，CeO20.2～1.1，MnCO30.1～0.2，Bi2O30.5～1.2，复合添加剂0.1～4；所述复合添加剂由SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nd2O3按1:1:1:1重量比配制而成。制造方法：按所述wt％配比原料，然后加入搅拌球磨机中混合球磨，砂磨细化后干燥，粉碎过筛得到瓷料。本发明专利技术使陶瓷电容器介质材料2B4组瓷料的εr值由现在的3500左右提高到4000左右，使陶瓷电容器介质材料2B4组瓷料上升了一个档次。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电子材料
，具体涉及一种高介电常数陶瓷电容器瓷料及其制造方法。
技术介绍
生产科研中发现，陶瓷介质材料的介电常数(εr值)愈高，其电容量——温度的稳定性(△C/C)就愈差。2B4-402陶瓷介质材料是一种介电常数(εr值)较高(一般为3500左右)，电容量——温度系数(△C/C)较低(△C/)的陶瓷电容器介质材料。在实际应用中常常由于材料的介电常数(εr值)提高后，将会引起电容量——温度系数(△C/C值)偏高而难以满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：提供一种高介电常数陶瓷电容器瓷料及其制造方法，是一种εr值为4000左右，温度特性(△C/C值)符合2B4要求的陶瓷介质材料，扩大了2B4材料的应用范围，降低了陶瓷电容器的生产成本。本专利技术的设计思路：在BTiO3材料系统中不难获得具有较高εr值的陶瓷介质材料，但同时又要获得较低的电容量与温度的变化率(△C/C值)却不是易事。本专利技术提供一种新的材料系统，选择有效的添加物和制造方法，在△C/C值符合2B4组材料标准要求的前提下，获取较高的εr值(εr≥4000)。1、高εr值陶瓷介质材料系统的选择。依据BaTiO3系统常规组方原则，结合εr值的局限性及电容随温度的变化受温度影响等因素，进行综合考虑，本专利技术选择了BaTiO3系统。采用BaTiO3为主晶相，施主掺杂适量其它元素来改善△C/C值，达到较高εr值(εr≥4000)的同时，△C/C值符合2B4组瓷料的标准要求。2、原材料对瓷料性能的影响。在配方和工艺相同的条件下，选用两种不同等级的BaCO3原料，所制作的瓷料性能见下表。由表可见，采用高纯BaCO3能明显提高瓷料的εr值和改善其它电性能参数。2、调整材料系统原料配比以改善△C/C值。在工艺相同，配方中除CeO2外，其它材料比例不变的条件下，只改变CeO2的加入量，所制作的瓷料性能见下表。由表可以看出，通过调整CeO2的加入量，改变了居里温度，从而获得较高εr值，同时又能均衡△C/C高低温度端数值的差异，实验中发现，随着CeO2加入量的增加，居里温度移向低温，同时△C/C低温端的数值也变小；若含量减少，其结果相反。系统中CeO2的含量是非常重要的，具体数量应由实验确定。3、复合添加剂对tgδ值的影响。在工艺相同，配方中除复合添加剂外，其它材料比例不变的条件下，只改变复合添加剂的加入量，所制作的瓷料性能见下表。由表可以看出，复合添加剂随加入量的增加，瓷料的εr值将有所下降，但对瓷料的tgδ值却有很好的改善作用，特别是对资料的受潮损耗(tgδ值)尤其明显，一般加入量在0.1～4wt％为宜。4、其它添加剂对瓷料性能的影响。试验中发现，适量添加Nb2O5、MnCO3、Bi2O3，不但能提高瓷料的抗电性能，还能改善△C/C值，同时改善了烧成工艺，瓷件外观一致性变好。5、制造工艺对瓷料性能的影响。试验中发现，经砂磨细化后的瓷料，可明显改善εr值、△C/C值和tgδ值，同时，瓷件的一致性好。本专利技术的技术解决方案：一种高介电常数陶瓷电容器瓷料，由下述wt％的原料制成：BaTiO390～98，Nb2O50.5～2.3，CeO20.2～1.1，MnCO30.1～0.2，Bi2O30.5～1.2，复合添加剂0.1～4；所述复合添加剂由SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nd2O3按1:1:1:1重量比配制而成。所述高介电常数陶瓷电容器瓷料的制造方法：步骤1：烧块合成；采用纯度≥99.5％的高纯级BaCO3，工业级或电子级TiO2原材料，按各化合物等摩尔计算原料配比，采用固相合成方法合成BaTiO3烧块料备用；步骤2：复合添加剂配制；将SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nd2O3按所述重量比依次加入搅拌磨中混合细磨2-3小时，排水干燥，粉碎过筛后备用；步骤3：瓷料制造；按所述wt％配比原料，然后将配好的烧块料、复合添加剂及其它原料依次加入搅拌球磨机中混合球磨3-4小时，砂磨细化4-5小时后干燥，粉碎过筛得到瓷料；步骤4：对瓷料进行电性能检测。所述混合球磨、砂磨细化的料：球：水＝1：2：0.8～1.0。本专利技术与现有技术相比具有的优点和效果：1、本专利技术使陶瓷电容器介质材料2B4组瓷料的εr值由现在的3500左右提高到4000左右，使陶瓷电容器介质材料2B4组瓷料上升了一个档次。2、采用本专利技术制做的陶瓷电容器，同容量体积小，反之，同体积容量大，扩大了产品的应用范围，降低了生产成本。具体实施方式实施例1：步骤1：烧块合成；采用纯度≥99.5％的高纯级BaCO3，工业级或电子级TiO2原材料，按各化合物等摩尔计算原料配比，采用固相合成方法合成BaTiO3烧块料备用；合成工艺按电子陶瓷常规工艺，合成温度为1250℃±10℃/2h，烧块经粉碎过筛后进行烧块料检测，合格后装袋备用。烧块料检测方法：制备好的烧块料及其添加物，按瓷料配方配制成瓷料试样后，准确称量0.5～1.0kg，经振磨混合，细磨后干压成型，在电阻推板炉中(1280～1320)℃/2h条件下烧结成致密陶瓷片，两面被上银电极，常规测量εr、△C/C、tgδ等电性能参数。检测结果符合下表要求即视为合格。步骤2：复合添加剂配制；将SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nd2O3按所述重量比依次加入搅拌磨中混合细磨2-3小时，排水干燥，粉碎过筛后备用；步骤3：瓷料制造；瓷料配方(wt％)：BaTiO397.3，Nb2O50.8，Bi2O30.6，CeO20.6，MnCO30.1，复合添加剂0.6；瓷料制造工艺：按所述wt％配比原料，然后将配好的烧块料、复合添加剂及其它原料依次加入搅拌球磨机中混合球磨4小时，砂磨细化5小时后干燥，粉碎过筛得到瓷料；所述混合球磨、砂磨细化的料：球：水＝1：2：0.8～1.0。实施例2：工艺步骤与实施例1基本相同，不同之处在于瓷料配方不同(wt％)：BaTiO396.8，Nb2O51.5，Bi2O30.8，CeO20.4，MnCO30.1，复合添加剂0.4；最后对瓷料进行电性能检测。将瓷料干压成型，在电阻推板炉中(1280～1320)℃/2h条件下烧结成致密陶瓷片，两面被上银电极，测得其电性能如下：居里温度20℃；介电常数εr25℃4010；εrtc4100；损耗角正切值tgδ1109×10-4；tgδ2115×10-4；温度特性△C/C-25℃-9.0％；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高介电常数陶瓷电容器瓷料，其特征是所述瓷料由下述wt％的原料制成：BaTiO3 90～98，Nb2O5 0.5～2.3，CeO2 0.2～1.1，MnCO3 0.1～0.2，Bi2O3 0.5～1.2，复合添加剂0.1～4；所述复合添加剂由SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nd2O3按1:1:1:1重量比配制而成。

【技术特征摘要】
1.一种高介电常数陶瓷电容器瓷料，其特征是所述瓷料由下述wt％的原
料制成：BaTiO390～98，Nb2O50.5～2.3，CeO20.2～1.1，MnCO30.1～0.2，
Bi2O30.5～1.2，复合添加剂0.1～4；
所述复合添加剂由SiO2、Al2O3、Bi2O3、Nd2O3按1:1:1:1重量比配制而成。
2.一种权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器瓷料的制造方法，其特
征是：
步骤1：烧块合成；采用纯度≥99.5％的高纯级BaCO3，工业级或电子级
TiO2原材料，按各化合物等摩尔计算原料配比，采用固相合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春玲，
申请(专利权)人：宝鸡雍鑫电子有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61