一种低温烧结的高介电常数电介质陶瓷，其特征在于，该陶瓷的配方组分为ＣａＴｉＳｉＯ↓［５］·ＳｒＴｉＯ↓［３］·ＣａＴｉＯ↓［３］·Ｂｉ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［９］、Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］和玻璃成分，以该陶瓷总重量百分比计，ＣａＴｉＳｉＯ↓［５］占５３％～８１％，ＳｒＴｉＯ↓［３］占５％～３４％，ＣａＴｉＯ↓［３］占０％～３６％，Ｂｉ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［９］占０％～２％，Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］占０～２％，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］占０～０．５％，玻璃成分占２％～１０％。
Low temperature sintered high dielectric constant dielectric ceramic and preparation method thereof
A low temperature sintering high dielectric constant dielectric ceramic, which is characterized in that the ceramic composition is CaTiSiO: 5 SrTiO: 3, CaTiO: 3, Bi: 2 Ti: 3 O: 9, Bi: 2: O 3, Nb: 2 O: 5 and glass composition, the ceramic total weight percentage, CaTiSiO: 5 ~ 81% SrTiO accounted for 53%, down 3 accounted for 5% ~ 34%, CaTiO: 3 ~ 36% Bi accounted for 0%, down 2, down Ti 3 O: 9 ~ 2% Bi accounted for 0%, down 2 O: 3 ~ 2% Nb accounted for 0, down 2 O down 5 accounted for 0 ~ 0.5%, glass components accounted for 2% ~ 10%.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低温烧结的高介电常数介质陶瓷及其制备方法，用于制造 各种高频电容器器件。
技术介绍
近年来，随着电子信息产品日益小型化，微功耗化和安装高密度化，电子 元器件不断向着"薄，轻，短，小，低成本"方向发展，相应的，低成本化的 高频高介电常数陶瓷电容器需要得到大力发展。目前常用的高介电常数高频温度稳定型电介质陶瓷主要有BaO-Ln2OrTi02，铅基复合钙钛矿，CaO-Li20-Ln203-Ti02系列(Ln为稀土元 属)等。由于社会对绿色环保的需求，铅基材料不宜采用。其他两种材料都含 有大量的稀土元素，不符合材料开发的低成本要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种不含稀土元素，具有高 介电常数且比较小的介电常数温度系数电介质陶瓷。本专利技术另一目的在于提供上述电介质陶瓷的制备方法。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现一种低温烧结的高介电常数电介质陶瓷，其配方组分为 CaTiSi05'SrTi03'CaTi03'Bi2Ti309、 Bi203 、 Nb2Os和玻璃成分，以该陶瓷总重 量百分比计，CaTiSi05占53% 81%， SrTi03占5%~34%， CaTi03占0%~36%, Bi2Ti309占0°/。 2%， Bi2O3&0~2%， Nb205占0~0.5%，玻璃成分占2%~10%。该陶瓷的介电常数为53-98， lMHz下介电损耗小于4xl0—4，介电常数温 度系数为-566 447ppmTC。特别是该陶瓷的介电常数可为69，介电常数温度 系数为-28ppm/。C。低温烧结的高介电常数电介质陶瓷的制备方法将CaTiSi05、 SrTi03、 CaTi03、 Bi2Ti309按其占该陶瓷总重量百分比配料混合，同时加入占该陶瓷总 重量0-2wt。/。的Bi203、 0-0.5wt。/。的Nb205,以及2wt。/。-10wt。/。的玻璃成分，进行l小时行星球磨，再将烘干过筛后的粉料，加入粘结剂造粒后，通过单轴加压，制备出直径10-20mm，厚度2-3mm的圆片，最后在880-1000°C，大气气 氛下烧结3小时制备介质陶瓷。所述行星球磨是在球磨罐中球磨，其中球磨罐为聚四氟乙烯，球磨介质为 lmm二氧化锆小球，溶剂为去离子水，其中球粉水=1: 1: 1-4。所述的CaTiSi05、SrTi03、CaTi03、Bi2丁i309是将纯度为99%以上的CaC03， Ti02， Si02， Bi203， SrC03分别按CaTiSiOs， SrTi03， CaTi03， 81271309分子 式配料混合，行星球磨1小时，烘干后，分别在850°C-1100°C空气中预烧3 小时制得。所述玻璃组分为包括氧化物ZnO,B203，其中Zn/B=0.25 l。所述粘结剂优选为石蜡。相对于现有技术本专利技术具有如下优点和有益效果(1) 传统的介电材料，如Ti02， SrTi03和CaTi03具有高介电常数和高品 质因数，但又有比较大的负的介电常数温度系数。本专利技术将CaTiSi05与SrTi03 或CaTi03复合得到高介电常数而且比较小的介电常数温度系数电介质陶瓷。 其介电常数为53-98， 1MHz下介电损耗小于4xl0'4，介电常数温度系数为 -566 447ppm/0C(2) 本专利技术将CaTiSi05与SrTi03或CaTi03与玻璃相复合，在1000度或 以下进行低温烧结，开发低成本高频应用高介电常数多层陶瓷电容器材料。(3) 本专利技术提供的低温烧结高介电陶瓷，不含昂贵的稀土元属，甚至只 包含微量的Bb03或Nb205,原材料价格低廉，可广泛用于高频温度补偿电容 器或者温度稳定电容器。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，但本专利技术的保护范围并 不局限于实施例表示的范围。 实施例1~8将纯度为99%以上的CaC03， Ti02， &02按CaTiSiOs分子式配料混合， 行星球磨1小时(溶剂为去离子水，转速为400转/分钟)，烘干后分别在大气环境下1050。C预烧3小时。行星球磨是在球磨罐中球磨，其中球磨罐为聚四氟乙烯，球磨介质为lmm二氧化锆小球，溶剂为去离子水，其中球粉水=1: 1: 4。将纯度为99%以上的SrC03， Ti02按SrTi03分子式配料混合，行星球磨1 小时(溶剂为去离子水，转速为400转/分钟)，烘干后分别按SrTi03在大气环 境下1100。C预烧3小时。行星球磨是在球磨罐中球磨，其中球磨罐为聚四氟乙烯，球磨介质为lmm二氧化锆小球，溶剂为去离子水，其中球粉水=1: 1: 1。将纯度为99。/。以上的CaC03， Ti02按CaTi03分子式配料混合，行星球磨 1小时(溶剂为去离子水，转速为400转/分钟)，烘干后在大气环境下U00。C 预烧3小时。行星球磨是在球磨罐中球磨，其中球磨罐为聚四氟乙烯，球磨介 质为lmm二氧化锆小球，溶剂为去离子水，其中球粉水=1: 1: 2。按表1所列重量比，制备主要成分表达式为mCaTiSi05，nSrTiOypCaTi03 的介质陶瓷，式中m、 n和p分别表示CaTiSi05、 SrTi03和CaTi03在介质陶 瓷中的重量百分比，另外还包括tn/。重量的Bi203，以及3wt。/。的玻璃成分，其 中玻璃成分Zn:B:0=l:4:7，各实施例中m、 n 、 p禾n t的取值见表1。按表1 所列重量比例将CaTiSiOs与SrTi03， CaTi03， 81203混合，同时加入玻璃成分， 进行1小时行星球磨(溶剂为去离子水，转速为400转/分钟)，将烘干过筛后的 粉料，加入石蜡造粒后，通过单轴加压，制备出直径20mm，厚度3mm的圆 片，最后在950°C大气环境下烧结3小时制备所需要的介质陶瓷。样品电极为纯银，采用印刷工艺，在650。C加热15分钟。烧结陶瓷介电 性能测试采用Agilent4288A ，频率lMHz ， -55°C~+125°C温度范围由 GZ-ESPEC710P型环境试验箱获得。本专利技术的陶瓷体系损耗均小于4xl(T4，介 电常数与其温度系数见表1。本专利技术的陶瓷体系获得了温度系数系列化陶瓷， 可用于高频稳定陶瓷电容器或温度补偿陶瓷电容器等。且本专利技术所用原料不含 稀土元属，价格低廉，又能低温烧结，在工业上有极大的价值。表1实施例m(0/0)n(%)p(%)tsrTe (ppm/0C)181162152.944726727174.134336627278.91534632511176.6-6761343298.1-42665736281.7-4307543114196.5-3668531136084.8-211实施例9 12将纯度为99%以上的CaC03， Ti02， &02按CaTiSi05分子式配料混合， 行星球磨1小时(溶剂为去离子水，转速为400转/分钟)，烘干后分别在大气环 境下1050°(3预烧3小时。行星球磨是在球磨罐中球磨，其中球磨罐为聚四氟乙烯，球磨介质为lmm二氧化锆小球，溶剂为去离子水，其中球粉水=1:将纯度为99%以上的SrC03， 1102按SrTi03分子式配料混合，行星球磨1 小时(溶剂为去离子水，转速为400转/分钟)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温烧结的高介电常数电介质陶瓷，其特征在于，该陶瓷的配方组分为ＣａＴｉＳｉＯ↓［５］·ＳｒＴｉＯ↓［３］·ＣａＴｉＯ↓［３］·Ｂｉ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［９］、Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］和玻璃成分，以该陶瓷总重量百分比计，ＣａＴｉＳｉＯ↓［５］占５３％～８１％，ＳｒＴｉＯ↓［３］占５％～３４％，ＣａＴｉＯ↓［３］占０％～３６％，Ｂｉ↓［２］Ｔｉ↓［３］Ｏ↓［９］占０％～２％，Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］占０～２％，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］占０～０．５％，玻璃成分占２％～１０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡星，凌志远，何新华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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