一种X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法。将碳酸钡、碳酸锶、三氧化二钐、三氧化二铁和五氧化二铌先球磨，细化原料，根据名义化学式BaSr

A dielectric material of X8R ceramic capacitor and its preparation method

The invention discloses a X8R type ceramic capacitor dielectric material and a preparation method thereof. The barium carbonate, strontium carbonate, samarium oxide, iron oxide and niobium pentoxide are milled first to refine the raw materials

【技术实现步骤摘要】
一种X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法
本专利技术涉及一种X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法，属于电子材料与器件

技术介绍
随着电子信息工业的快速发展，电子产品的种类与用途也逐渐增多，而陶瓷电容器是电子信息工业的重要基础器件。因此对陶瓷电容器材料提出了更高的要求，如更宽的温度使用范围、更加稳定的介电性能等。根据国际电子工业协会EIA(ElectronicIndustriesAssociation)标准，X8R型MLCC是指以25℃的电容值为基准，在温度从-55℃到+150℃的范围内，电容变化率(ΔC/C25)≤±15％。在军工、航天航空以及勘探等领域里，对于能承受高温的电子元器件有很大需求，然而目前大多数陶瓷电容器采用X7R陶瓷配方，但这种材料容量温度特性具有一定的局限性，在-55℃到+125℃的范围内，电容变化率(ΔC/C25)≤±15％，超过+125℃则无法提供温度的介电性能。因此，研发具有高温稳定性的X8R型MLCC陶瓷介质材料，具有重要的实际应用价值。另外，大多数陶瓷电容器基于钙钛矿结构，本专利技术采用钨青铜结构，有助于拓展陶瓷电容器材料的结构类型。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法。本专利技术的X8R型陶瓷电容器介质材料的名义化学式为BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30。制备上述的X8R型陶瓷电容器介质材料的方法的具体步骤为：(1)将纯度大于99.9％的BaCO3、SrCO3、Sm2O3、Fe2O3和Nb2O5作为起始原料，按照BaCO3:SrCO3:Sm2O3:Fe2O3:Nb2O5＝1:3:0.5:0.25:4.75的摩尔比进行配料后以无水乙醇为球磨介质，混合球磨24小时，于100℃下烘干4小时，制得烘干样品。(2)把步骤(1)制得的烘干样品在1000～1150℃预烧结4小时，制得预烧后的粉体。(3)将步骤(2)制得的预烧后的粉体研碎，再以无水乙醇为球磨介质球磨24小时混合均匀，于100℃下烘干4小时后研磨成粉状，以5～10wt％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂造粒，然后过60目筛后压制成型，于400～600℃下保温4～6小时排出胶体，再在高温炉空气气氛中1100～1300℃烧结4～10小时后随炉自然冷却至室温，即制得X8R型陶瓷电容器介质材料。所述聚乙烯醇水溶液的优选浓度为8wt％。本专利技术采用传统的固相法制备介质材料，在中温下烧结即可获得性能优良的X8R型陶瓷材料，工艺简单，成本低廉，对环境无害，且所制得的X8R型陶瓷电容器介质材料的温度稳定性好，能够在-55～150℃的范围内满足(ΔC/C25)≤±15％，满足EIA的X8R标准；本专利技术所提供的陶瓷电容器介质材料及其制备方法，具有良好的产业化前景。附图说明图1为本专利技术实施例制得的BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30陶瓷电容器介质材料的X射线衍射图谱。图2为本专利技术实施例制得的BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30陶瓷电容器介质材料的表面显微形貌照片。图3为本专利技术实施例制得的BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30陶瓷电容器介质材料的介电常数随温度变化的规律图。图4为本专利技术实施例制得的BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30陶瓷电容器介质材料的电容变化率随温度变化的规律图，从图中看出，在-55～150℃温度范围内介电常数变化在±15％以内。具体实施方式实施例1：将纯度均为99.99％的BaCO3、SrCO3、Sm2O3、Fe2O3和Nb2O5原料按化学计量比为BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30配料放入球磨罐中；选择氧化锆球和尼龙罐；所加原料质量为磨球质量的8％；混合球磨时间为24个小时，转速为350转/分钟，球磨介质为无水乙醇；所得产物置于100℃的烘箱中烘干4小时，以5℃/分的升温速率升至1000℃预烧结4小时；取出预烧后的粉体研碎，再以无水乙醇为球磨介质球磨24小时混合均匀，于100℃下烘干4小时后研磨成粉状，用质量百分浓度为5％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂造粒，过60目的筛子后在100MPa压强下压成直径为10mm，厚度为1mm的圆片状生坯，以1.5℃/分的升温速率升至400℃，保温4小时排出胶体，再以5℃/分的升温速率升至1100℃于高温炉空气气氛中保温4小时进行烧结，最后随炉自然冷却至室温，即制得X8R型陶瓷电容器介质材料BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30。实施例2：将纯度均为99.99％的BaCO3、SrCO3、Sm2O3、Fe2O3和Nb2O5原料按化学计量比为BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30配料放入球磨罐中；选择氧化锆球和尼龙罐；所加原料质量为磨球质量的8％；混合球磨时间为24个小时，转速为350转/分钟，球磨介质为无水乙醇；所得产物置于100℃的烘箱中烘干4小时，以5℃/分的升温速率升至1100℃预烧结4小时；取出预烧后的粉体研碎，再以无水乙醇为球磨介质球磨24小时混合均匀，于100℃下烘干4小时后研磨成粉状，用质量百分浓度为5％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂造粒，过60目的筛子后在100MPa压强下压成直径为10mm，厚度为1mm的圆片状生坯，以1.5℃/分的升温速率升至550℃，保温5小时排出胶体，再以5℃/分的升温速率升至1250℃于高温炉空气气氛中保温6小时进行烧结，最后随炉自然冷却至室温，即制得X8R型陶瓷电容器介质材料BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30。实施例3：将纯度均为99.99％的BaCO3、SrCO3、Sm2O3、Fe2O3和Nb2O5原料按化学计量比为BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30配料放入球磨罐中；选择氧化锆球和尼龙罐；所加原料质量为磨球质量的8％；混合球磨时间为24个小时，转速为350转/分钟，球磨介质为无水乙醇；所得产物置于100℃的烘箱中烘干4小时，以5℃/分的升温速率升至1150℃预烧结4小时；取出预烧后的粉体研碎，再以无水乙醇为球磨介质球磨24小时混合均匀，于100℃下烘干4小时后研磨成粉状，用质量百分浓度为10％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂造粒，过60目的筛子后在100MPa压强下压成直径为10mm，厚度为1mm的圆片状生坯，以1.5℃/分的升温速率升至600℃，保温6小时排出胶体，再以5℃/分的升温速率升至1300℃于高温炉空气气氛中保温10小时进行烧结，最后随炉自然冷却至室温，即制得X8R型陶瓷电容器介质材料BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30。将上述实施例制得的X8R型陶瓷电容器介质材料两侧均烧上银电极，制成圆片电容器，然后测试并计算该介质材料的相对介电常数随温度的变化，如附图3所示，BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30陶瓷材料在很宽的温度区间内具有平稳的温度特性，如附图4所示，满足X8R标准，即电容变化率在-55～150℃范围内不超过±15％，能作为X8R型陶瓷电容器介质材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X8R型陶瓷电容器介质材料，其特征在于该X8R型陶瓷电容器介质材料的名义化学式为BaSr

【技术特征摘要】
1.一种X8R型陶瓷电容器介质材料，其特征在于该X8R型陶瓷电容器介质材料的名义化学式为BaSr3SmFe0.5Nb9.5O30。


2.根据权利要求1所述的X8R型陶瓷电容器介质材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将纯度大于99.9％的BaCO3、SrCO3、Sm2O3、Fe2O3和Nb2O5作为起始原料，按照BaCO3:SrCO3:Sm2O3:Fe2O3:Nb2O5＝1:3:0.5:0.25:4.75的摩尔比进行配料后以无水乙醇为球磨介质，混合球磨24...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长征，吴山，郭哲，孙朝中，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