一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO3 55～90％,SrTiO3 2～25％,BaO3 2～15％,BaSnO3 0.05～10％,Sc2O3 0.03～1.0％,ZnO 0.1～1.5％，MnO2 0.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。本发明专利技术还公开了一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的制备方法。本发明专利技术的高压陶瓷电容器介质是中温烧结钛酸钡锶基电容器陶瓷，这可大大降低高压陶瓷电容器的成本，本发明专利技术的介质组分中不含铅和镉，对环境无污染；本发明专利技术的介电常数高，为5600以上；耐电压高，直流耐电压可达19kV/mm以上，交流耐压可达12kV/mm以上；介质损耗小，小于0.4％；本发明专利技术的介电常数高，能实现陶瓷电容器的小型化和大容量，同样能降低成本。

A Lead-free and Cadmium-free High Voltage Ceramic Capacitor Dielectric and Its Preparation Method

The invention discloses a lead-free and cadmium-free high-voltage ceramic capacitor medium, which comprises the following formulations according to weight percentages: BaTiO3 55-90%, SrTiO3 2-25%, BaO 3 2-15%, BaSnO 3 0.05-10%, ScO 3 0.03-1.0%, ZnO 0.1-1.5%, MnO 2 0.03-1.0%; BaTi 3, SrO 3, BaSnO 3 are made of conventional chemical raw materials in solid phase, respectively. Synthesis by method. The invention also discloses a preparation method of lead-free and cadmium-free high-voltage ceramic capacitor dielectrics. The medium of the high-voltage ceramic capacitor of the invention is medium-temperature sintered barium strontium titanate-based capacitor ceramics, which can greatly reduce the cost of the high-voltage ceramic capacitor. The medium component of the invention does not contain lead and cadmium and has no pollution to the environment; the dielectric constant of the invention is higher than 5600; the voltage resistance of the invention is high, the DC voltage resistance can reach more than 19 kV/mm, and the AC voltage resistance can reach more than 12 kV/mm; The invention has high dielectric constant, can realize the miniaturization and large capacity of ceramic capacitors, and can also reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法
本专利技术涉及无机非金属材料
，特别是涉及一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法。
技术介绍
电力电子等领域迫切需要击穿电压高、温度稳定性好、可靠性高、小型化、大容量的陶瓷电容器。一般单片高压陶瓷电容器介质的烧结温度为1300～1430℃，而本专利技术的陶瓷电容器介质烧结温度为1250～1270℃，这样能大大降低高压陶瓷电容器的成本。通常用于生产高压陶瓷电容器的介质中含有一定量的铅，这不仅在生产、使用和废弃过程中对人体和环境造成危害，而且对性能稳定性也有不良影响。同时本专利技术的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。耐电压的提高有利于扩大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无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法，以有效克服上述现有技术的不足。本专利的介质组分中本专利技术所提供的一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO355～90％,SrTiO32～25％,BaO32～15％,BaSnO30.05～10％,Sc2O30.03～1.0％,ZnO0.1～1.5％，MnO20.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。所述BaO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3、CoCO3和WO3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1250～1280℃保温120分钟，固相反应合成BaO3，冷却后研磨过200目筛备用。所述BaSnO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3和SnO2按1：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1260～1280℃保温120分钟，固相反应合成BaSnO3，冷却后研磨过200目筛备用。上述无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的配方最好采用下列三种组成方案：BaTiO360～86％,SrTiO33～22％,BaO33～12％,BaSnO30.5～8％,Sc2O30.2～0.6％，ZnO0.2～0.7％,MnO20.03～1.0％。BaTiO365～83％,SrTiO33-19％,BaO34～10％,BaSnO31～6％,Sc2O30.2～0.6％,ZnO0.2～0.7％,MnO20.03～1.0％。BaTiO370～81％,SrTiO34～7％,BaO33～8％,BaSnO31～5％,Sc2O30.2～0.6％,ZnO0.2～0.7％,MnO20.03～1.0％。本专利技术的另一个目的是提供一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的制备方法，它包括以下步骤：1）首先采用常规的化学原料用固相法分别合成BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3；2）按上述配方配料,将配好的料用蒸馏水或去离子水采用行星球磨机球磨混合，料:球:水的质量比＝1:3:(0.6～1.0)，球磨4～8小时；3）烘干得干粉料，在干粉料中加入占其重量8～10％的浓度为10wt.％的聚乙烯醇溶液；4）进行造粒，混研后过40目筛；5）在20～30Mpa压力下进行干压成生坯片，然后在温度为1250～1270℃下保温1～4小时进行排胶和烧结；6）在780～870℃下保温15分钟进行烧银，形成银电极，再焊引线，进行包封，即得陶瓷电容器介质。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术的高压陶瓷电容器介质是中温烧结钛酸钡锶基电容器陶瓷，这可大大降低高压陶瓷电容器的成本，本专利技术的介质组分中不含铅和镉，对环境无污染；2、本专利技术的介电常数高，为5600以上；耐电压高，直流耐电压可达19kV/mm以上，交流耐压可达12kV/mm以上；介质损耗小，小于0.4％；本专利技术的介电常数高，能实现陶瓷电容器的小型化和大容量，同样能降低成本；3、本专利技术的电容温度变化率小，介质损耗小于0.4％，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器级纯即可制造出本专利技术的陶瓷介质；5、本专利技术采用常规的固相法陶瓷电容器介质制备工艺即可进行制备。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术的无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO355～90％,SrTiO32～25％,BaO32～15％,BaSnO30.05～10％,Sc2O30.03～1.0％,ZnO0.1～1.5％，MnO20.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。所述BaO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3、CoCO3和WO3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1280℃保温120分钟，固相反应合成BaO3，冷却后研磨过200目筛备用。所述BaSnO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3和SnO2按1：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1280℃保温120分钟，固相反应合成BaSnO3，冷却后研磨过200目筛备用。所述无铅和镉的高压陶瓷电容器介质包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO360％,SrTiO322％,BaO312％,BaSnO38％,Sc2O30.6％，ZnO0.0.7％,MnO21.0％。7.根据权利要求1所述的一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）首先采用常规的化学原料用固相法分别合成BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3；2）按上述配方配料,将配好的料用蒸馏水或去离子水采用行星球磨机球磨混合，料:球:水的质量比＝1:3:(0.6～1.0)，球磨8小时；3）烘干得干粉料，在干粉料中加入占其重量10％的浓度为10wt.％的聚乙烯醇溶液；4）进行造粒，混研后过40目筛；5）在30Mpa压力下进行干压成生坯片，然后在温度为1270℃下保温2小时进行排胶和烧结；6）在870℃下保温15分钟进行烧银，形成银电极，再焊引线，进行包封，即得陶瓷电容器介质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，其特征在于：它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO3 55～90％,SrTiO3 2～25％,BaO3 2～15％,BaSnO3 0.05～10％,Sc2O3 0.03～1.0％,ZnO 0.1～1.5％，MnO2 0.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。

【技术特征摘要】
1.一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，其特征在于：它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO355～90％,SrTiO32～25％,BaO32～15％,BaSnO30.05～10％,Sc2O30.03～1.0％,ZnO0.1～1.5％，MnO20.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。2.根据权利要求1所述的一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，其特征在于：所述BaO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3、CoCO3和WO3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1250～1280℃保温120分钟，固相反应合成BaO3，冷却后研磨过200目筛备用。3.根据权利要求1所述的一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，其特征在于：所述BaSnO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3和SnO2按1：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1260～1280℃保温120分钟，固相反应合成BaSnO3，冷却后研磨过200目筛备用。4.根据权利要求1所述的一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，其特征在于：所述无铅和镉的高压陶瓷电容器介质包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO360～86％,SrTiO33～22％,BaO33～12％,BaSnO30.5～8％,Sc2O30.2～0.6％，ZnO0.2～0.7％,MnO20.03～1.0％。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛运蓉，
申请(专利权)人：毛运蓉，
类型：发明
国别省市：四川,51