本发明专利技术涉及无机非金属材料技术领域，特指一种高频晶界层陶瓷电容器介质。介质配方组成，按照重量百分比计算：(Sr0.96Ba0.04)TiO3 88‑96％，Co(Li1/4Nb3/4)O30.1‑3％，Dy2O3 0.1‑4％，SiO2 0.1‑2.0％,Al2O30.1‑2.5％,Co(Zr1/2Mg1/2)O30.03‑2.0％，ZnO‑Li2O‑Bi2O3玻璃粉(ZLB)0.1‑2.0％，CuO0.01‑2％。本介质的介电常数高，为50000以上；耐电压高，直流耐电压可达8kV/mm以上；介质损耗小，小于0.6％；色散频率(fm)高，色散频率(fm)高达2GHz以上；本介质的介电常数高，能实现陶瓷电容器的小型化和大容量,同样能降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机非金属材料
，特指一种高频晶界层陶瓷电容器介质。它采用常规的陶瓷电容器介质制备方法和一次烧结工艺方法，利用电容器陶瓷普通化学原料，制备得到无铅、无镉的高频晶界层陶瓷电容器介质，还能降低电容器陶瓷的烧结温度，该介质适合于制备单片陶瓷电容器和单层片式陶瓷电容器，能大大降低陶瓷电容器的成本，该介质介电常数较高，容易实现陶瓷电容器的小型化，而且温度特性好，同时能提高耐电压和色散频率高以扩大晶界层陶瓷电容器的应用范围，并且在制备和使用过程中不污染环境、安全性高。
技术介绍
随着表面安装技术的迅速发展与普及,表面安装元件(SMC)在电子设备中的占有率稳步提高。1997年,世界发达国家电子元器件片式化率已达70％以上，全世界平均40％以上。2000年，全世界电子元器件片式化率达70％。2002年，片式化率已经超过85％。特别是为适应信息领域和航空航天等国防尖端领域对小型多功能电子装置日益紧迫的需求，顺应通信与信息终端的便携化、小型化与多功能化发展潮流，片式电子元件进入了全面发展的新时期。单层片式半导体陶瓷材料分为表面层型和晶界层型两类，其特点是体积小、容量大。此外，晶界层半导体陶瓷材料还具有温度特性好、频率特性好、工作频率高等优点。目前在全球范围内，只有AVX、JOHANSON等不到十家公司能提供单层片式半导体陶瓷材料。全球对单层片式半导体陶瓷材料元件的市场总需求高达45亿只/年。为适应电子元器件微型化、轻型化、复合化、高频化和高性能化的日益迫切要求,半导体陶瓷材料在小型化,高介电常数化,高精度化和高频化方面得到迅速发展,单层片式半导体陶瓷材料为发展的趋势。一般单片晶界层陶瓷电容器介质和单层片式晶界层陶瓷电容器介质的烧结温度为1350～1430℃，同时存在如下问题：要么耐压较低，要么温度系数较大，要么介电常数较低，烧结工艺基本上都是采用二次烧结方法，即：先高温还原，然后涂覆绝缘氧化物在中温进行氧化热处理，工艺较复杂，成本较高；有些采用涂覆法，工艺较复杂，原料较昂贵，成本也较高；而本专利技术的晶界层陶瓷电容器介质烧结温度为1250-1270℃左右，同时采用一次烧结工艺(先在氮气中500℃以前排胶，然后在高于1000℃后以慢速升温(30-50℃/小时)，然后于1250-1270℃保温3-5小时烧结，然后缓慢冷却到900-950℃左右于空气中保温2-3小时处理，最后随炉冷却))，这样能大大降低晶界层陶瓷电容器的成本，同时本专利电容器陶瓷介质不含铅和镉，电容器陶瓷在制备和使用过程中不污染环境。另外，本专利技术的电容器陶瓷的介电常数高，这样会提高陶瓷电容器的容量并且小型化，符合陶瓷电容器的发展趋势,同样也会降低陶瓷电容器的成本。本专利技术的晶界层陶瓷电容器介质耐电压高、色散频率高，容温特性符合X7R的要求等有利于扩大晶界层陶瓷电容器的使用范围和安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高频晶界层陶瓷电容器介质。本专利技术的目的是这样来实现的：高频晶界层陶瓷电容器介质配方组成，按照重量百分比计算：(Sr0.96Ba0.04)TiO388-96％，Co(Li1/4Nb3/4)O30.1-3％，Dy2O30.1-4％，SiO20.1-2.0％,Al2O30.1-2.5％,Co(Zr1/2Mg1/2)O30.03-2.0％，ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)0.1-2.0％，CuO0.01-2％；其中(Sr0.96Ba0.04)TiO3、Co(Li1/4Nb3/4)O3、ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉分别是采用常规的化学原料以固相法合成。本专利技术的介质中所用的Co(Li1/4Nb3/4)O3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料CoCO3和Li2CO3和Nb2O5按1：1/8：3/8摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于830℃保温120分钟，固相反应合成Co(Li1/4Nb3/4)O3，冷却后研磨过200目筛，备用。本专利技术的介质中所用的Co(Zr1/2Mg1/2)O3是采用如下工艺制备的：Co(Zr1/2Mg1/2)O3的制备过程包括：Co2O3和ZrO2和MgO按1/2：1/2：1/2摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1100-1150℃保温120分钟，冷却后得到Co(Zr1/2Mg1/2)O3，研磨过200目筛，备用。本专利技术的介质中所用的ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料ZnO和Li2CO3和Bi2O3按1：0.5：0.5摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于600-650℃保温120分钟，然后在水中淬冷，冷却后得到ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉,研磨过200目筛，备用。本专利技术采用如下的高频晶界层陶瓷介质制备工艺：首先采用常规的化学原料用固相法分别合成(Sr0.96Ba0.04)TiO3、Co(Li1/4Nb3/4)O3、Co(Zr1/2Mg1/2)O3、ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)，然后按配方配料将配合料球磨粉碎混合，进行烘干后，加入粘合剂造粒，再压制成生坯片，然后在空气中进行排胶和烧结(先在氮气中500℃以前排胶，然后在高于1000℃后以慢速升温(30-50℃/小时)，然后于1250-1270℃保温3-5小时烧结，然后缓慢冷却到900-950℃于空气中保温2-3小时处理，最后随炉冷却)，获得高频晶界层陶瓷电容器介质，在介质上被电极即成。上述陶瓷介质的配方最好采用下列二种方案(重量百分比)：(Sr0.96Ba0.04)TiO389-94％，Co(Li1/4Nb3/4)O30.3-2.5％，Dy2O30.3-2.5％，SiO20.1-1.5％,Al2O30.1-2％,Co(Zr1/2Mg1/2)O30.05-1.6％，ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)0.2-1.8％，CuO0.06-2％。(Sr0.96Ba0.04)TiO390-94％，Co(Li1/4Nb3/4)O30.3-2.0％，Dy2O30.3-2.0％，SiO20.1-1.3％,Al2O30.1-1.6％,Co(Zr1/2Mg1/2)O30.08-1.5％，ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)0.3-1.5％，CuO0.1-1.8％。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、本专利的介质采用如下的一次烧结工艺：先在氮气中500℃以前排胶，然后在高于1000℃后以慢速升温(30-50℃/小时)，然后于1250-1270℃保温3-5小时烧结，然后缓慢冷却到900-950℃于空气中保温2-3小时处理，最后随炉冷却。这样能大大降低陶瓷电容器的成本，本专利的介质组分中不含铅和镉，对环境无污染。2、本介质的介电常数高，为50000以上；耐电压高，直流耐电压可达8kV/mm以上；介质损耗小，小于0.6％；色散频率(fm)高，色散频率(fm)高达2GHz以上；本介质的介电常数高，能实现陶瓷电容器的小型化和大容量,同样能降低成本。3、本介质的温度系数低，电容温度变化率小，符合X7R特性的要求。介质损耗小于0.6％,使用过程中性能稳定性好，安全性高。4、主要原料采用陶瓷电容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高频晶界层陶瓷电容器介质，其特征在于：介质配方组成，按照重量百分比计算：(Sr0.96Ba0.04)TiO3 88‑96％，Co(Li1/4Nb3/4)O30.1‑3％，Dy2O3 0.1‑4％，SiO2 0.1‑2.0％,Al2O30.1‑2.5％,Co(Zr1/2Mg1/2)O30.03‑2.0％，ZnO‑Li2O‑Bi2O3玻璃粉(ZLB)0.1‑2.0％，CuO0.01‑2％；其中(Sr0.96Ba0.04)TiO3、Co(Li1/4Nb3/4)O3、ZnO‑Li2O‑Bi2O3玻璃粉分别是采用常规的化学原料以固相法合成。
【技术特征摘要】
1.一种高频晶界层陶瓷电容器介质，其特征在于：介质配方组成，按照重量百分比计算：(Sr0.96Ba0.04)TiO388-96％，Co(Li1/4Nb3/4)O30.1-3％，Dy2O30.1-4％，SiO20.1-2.0％,Al2O30.1-2.5％,Co(Zr1/2Mg1/2)O30.03-2.0％，ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)0.1-2.0％，CuO0.01-2％；其中(Sr0.96Ba0.04)TiO3、Co(Li1/4Nb3/4)O3、ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉分别是采用常规的化学原料以固相法合成。2.如权利要求1所述的一种高频晶界层陶瓷电容器介质，其特征在于：所述的Co(Li1/4Nb3/4)O3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料CoCO3和Li2CO3和Nb2O5按1：1/8：3/8摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于830℃保温120分钟，固相反应合成Co(Li1/4Nb3/4)O3，冷却后研磨过200目筛，备用。3.如权利要求1所述的一种高频晶界层陶瓷电容器介质，其特征在于：所述的Co(Zr1/2Mg1/2)O3是采用如下工艺制备的：Co(Zr1/2Mg1/2)O3的制备过程包括：Co2O3和ZrO2和MgO按1/2：1/2：1/2摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1100-1150℃保温120分钟，冷却后得到Co(Zr1/2Mg1/2)O3，研磨过200目筛，备用。4.如权利要求1所述的一种高频晶界层陶瓷电容器介质，其特征在于：所述的ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉(ZLB)是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料ZnO和Li2CO3和Bi2O3按1：0.5：0.5摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于600-650℃保温120分钟，然后在水中淬冷，冷却后得到ZnO-Li2O-Bi2O3玻璃粉,研磨过200目筛，备用。5.如权利要求1所述的一种高频晶...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄新友，高春华，李军，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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