一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法，属于陶瓷电容器材料技术领域。该材料的化学组成式为0.995(K

A kind of dielectric material of temperature stable high temperature ceramic capacitor and its preparation method

The invention provides a temperature stable high temperature ceramic capacitor dielectric material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of ceramic capacitor material. The chemical composition of the material is 0.995 (k

【技术实现步骤摘要】
一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷电容器材料
，具体涉及一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法。
技术介绍
在汽车电子、航空航天和油井勘探等十分苛刻的工作环境中，需要使用到高温陶瓷电容器，如汽车发动舱内安装的制动防抱死系统和航空发动机系统等军用电子设备，其工作温度均超过200℃。传统EIAX7R和X8R型陶瓷电容器的工作上限温度分别为125℃和150℃，已无法满足这些工作环境的使用温度需求，因此开发能工作在200℃以上的高温陶瓷电容器介质材料则显得十分必要。为保证高温陶瓷电容器在工作温度范围内能稳定地工作，需要其介质材料的介电常数具有良好的温度稳定性，而高的介电常数有利于高温陶瓷电容器的小型化，低的介电损耗能增加高温陶瓷电容器的可靠性。因此，高温陶瓷电容器介质材料需要在宽的高温区间内保持高且稳定的介电常数，以及低的介电损耗。另外，当前用于军事领域的高温陶瓷电容器介质材料含有铅和镉等有害元素，会对人体健康和生态环境造成严重的危害，因此，开发环保友好的高温陶瓷电容器介质材料具有重要的社会意义。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法，为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料，该材料的化学组成式为0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3。本专利技术还提供上述温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将粉体K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、La2O3和Bi2O3作为起始原料，放于烘箱中烘干，烘干后按照0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3的化学计量比进行精确称量；将称量的原料粉体放入球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上球磨，得混合均匀的浆料A；将混合均匀的浆料A放入烘箱中烘干，烘干后用研钵研磨成粉末，再用压力机压成直径为20mm的圆柱体，将压成的圆柱体在高温箱式炉中以4-6℃/分钟的速率升温至850-950℃并保温3-5小时进行预烧；(2)将步骤(1)中预烧后的圆柱体用研钵研磨成粉末，再将粉体放入尼龙球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上球磨，得混合均匀的浆料B；将混合均匀的浆料B放入烘箱中烘干，烘干后用研钵研磨成粉末，再以4-6wt％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂进行造粒，过60目筛后用压力机压制成直径为12mm厚度为1～2mm的圆柱试样；将试样在高温箱式炉中以1-2℃/分钟的速率升温至500-600℃并保温1.5-2.5小时进行排胶，排完胶后将试样以4-6℃/分钟的速率升温至1150-1200℃并保温3-5小时后随炉自然冷却至室温，即制得温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料。本专利技术中，优选地，所述粉体K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、La2O3和Bi2O3均为高纯粉体，粉体的高纯性可以保证最终产品中杂质含量较少，从而获得性能更有益的材料。本专利技术中，优选地，所述粉体在烘箱中烘干时设定的温度为120℃，烘干时间10-24小时。本专利技术中，优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中，球磨时的转速为360转/分钟，球磨时间为6-10小时。本专利技术中，优选地，所述浆料A和浆料B在烘箱中烘干时的温度为120℃，烘干时间3-5小时。本专利技术中，优选地，所述步骤(1)和(2)中压力机的压力为300-350Mpa综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料在较宽的高温区间内(172℃～450℃)具有高且稳定的相对介电常数(～2158±15％)，以及低的介电损耗(≤0.03)，且工艺简单，成本较低，烧结温度适中(1150℃)，原材料不含有毒物质，具有良好的高温应用前景。【附图说明】图1为本专利技术实施例制2得的0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3高温陶瓷电容器介质材料的相对介电常数、介电损耗和介电常数变化率随温度的变化关系图谱。【具体实施方式】为了更清楚地表达本专利技术，以下通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术所提供的温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料的化学组成式为：0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3。制备上述温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料的具体步骤为：(1)将纯度大于99％的高纯粉体K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、La2O3和Bi2O3作为起始原料，放于120℃烘箱中烘置10小时，烘干后按照0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3的化学计量比进行精确称量(精确到小数点后4位)；将称量的原料粉体放入尼龙球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上以360转/分钟的速度球磨6小时，得混合均匀的浆料A；将混合均匀的浆料A置于表面皿中并放在120℃烘箱中烘置3小时，烘干后用研钵研磨成粉末，再用压力机压成直径为20mm的圆柱体，将压成的圆柱体在高温箱式炉中以4℃/分钟的速率升温至850℃并保温5小时进行预烧。(2)将步骤(1)中预烧后的圆柱体用研钵研磨成粉末，再将粉体放入尼龙球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上以360转/分钟的速度球磨8小时，得混合均匀的浆料B；将混合均匀的浆料B置于表面皿中并放在120℃烘箱中烘置4小时，烘干后用研钵研磨成粉末，再以4wt％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂进行造粒，过60目筛后用压力机在300Mpa压力下压制成直径为12mm厚度为1mm的圆柱试样；将试样在高温箱式炉中以1℃/分钟的速率升温至500℃并保温2.5小时进行排胶，排完胶后将试样以4℃/分钟的速率升温至1150℃并保温5小时后随炉自然冷却至室温，即制得温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料。实施例2本专利技术所提供的温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料的化学组成式为：0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3。制备上述温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料的具体步骤为：(1)将纯度大于99％的高纯粉体K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、La2O3和Bi2O3作为起始原料，放于120℃烘箱中烘置24小时，烘干后按照0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3的化学计量比进行精确称量(小数点后4位)；将称量的原料粉体放入尼龙球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上以360转/分钟的速度球磨8小时，得混合均匀的浆料A；将混合均匀的浆料A置于表面皿中并放在120℃烘箱中烘置4小时，烘干后用研钵研磨成粉末，再用压力机压成直径为20mm的圆柱体，将压成的圆柱体在高温箱式炉中以5℃/分钟的速率升温至900℃并保温4小时进行预烧。(2)将步骤(1)中预烧后的圆柱体用研钵研磨成粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料，其特征在于：该材料的化学组成式为0.995(K

【技术特征摘要】
1.一种温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料，其特征在于：该材料的化学组成式为0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3。


2.根据权利要求1所述的温度稳定型高温陶瓷电容器介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将粉体K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、La2O3和Bi2O3作为起始原料，放于烘箱中烘干，烘干后按照0.995(K0.5Na0.5)NbO3-0.005LaBiO3的化学计量比进行精确称量；将称量的原料粉体放入球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上球磨，得混合均匀的浆料A；将混合均匀的浆料A放入烘箱中烘干，烘干后用研钵研磨成粉末，再用压力机压成直径为20mm的圆柱体，将压成的圆柱体在高温箱式炉中以4-6℃/分钟的速率升温至850-950℃并保温3-5小时进行预烧；
(2)将步骤(1)中预烧后的圆柱体用研钵研磨成粉末，再将粉体放入尼龙球磨罐中并以无水乙醇和氧化锆球作为球磨介质在行星球磨机上球磨，得混合均匀的浆料B；将混合均匀的浆料B放入烘箱中烘干，烘干后用研钵研磨成粉末，再以4-6wt％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂进行造粒，过60目筛后用压力机压制成直径为12mm厚度为1～2mm的圆柱试样；将试样在高...

【专利技术属性】
技术研发人员：严天祥，陈开远，张朗萍，刘来君，方亮，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45