一种陶瓷电容器介质及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种陶瓷电容器介质及其制备方法，该陶瓷电容器介质按照物质的量百分含量包括以下原料：BaTiO

A ceramic capacitor dielectric and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷电容器介质及其制备方法
本专利技术涉及一种电容器介质，尤其涉及一种陶瓷电容器介质及其制备方法，属于电子信息材料与元器件领域。
技术介绍
陶瓷电容器介质是一种重要的电子材料，能够用于电容器的制造。随着电子器件与移动设备的发展，低成本、介质损耗低、温度稳定性佳的陶瓷电容器介质逐渐成为主流发展趋势。同时，随着人们对身体健康及环境保护的日益重视，要求陶瓷电容器介质在制备、使用以及废弃的过程中不会对人体和环境造成危害，因而要求陶瓷电容器介质不含有铅、铬等金属元素。公开号为CN108285342A的专利公开了一种陶瓷电容器材料，包括主成分和改性掺杂剂，主成分为SrBaxCa1-xTi2O6、MgTiO3、Bi2Ti2O7和CeZr2O6形成的混合物，0.25≤x≤0.75，改性掺杂剂是Al2O3、MnCO3、Y2O3、Dy2O3、SiO2、ZnO中的两种或两种以上。制备而成的陶瓷电容器材料电容量大、介质损耗低的优势，但是该陶瓷电容器材料采用的原料较多、即陶瓷机体中掺杂物质较多、成分复杂，不仅成本过高、制备工艺复杂，而且烧结后产品的均匀性难以控制。中国期刊《电子元件与材料》1989年第5期在“高介高压2B4介质陶瓷”一文中公开了一种高压陶瓷电容器介质材料，该介质材料采用97.8wt％BaTiO3+0.8wt％Bi2O3+0.7wt％Nb2O5+0.5wt％CeO2+0.2wt％MnO2的配方，以常规的工艺制备试样。该介质虽属无铅材料，但是其温度稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种陶瓷电容器介质及其制备方法，该陶瓷电容器介质温度稳定性高，制造成本低，且在制备和使用过程中不会造成环境污染。本专利技术提供一种陶瓷电容器介质，按照物质的量百分含量包括以下原料：BaTiO360～80％，KTaO314～30％，CaTiO35～10％，B2O30.5～2％。如上所述的陶瓷电容器介质，其中，所述陶瓷电容器介质按照以下方法制备：将所述BaTiO3、KTaO3、CaTiO3以及B2O3混合，经过预处理后，以3-5℃/min升温至1150-1250℃并保温4-6h后，以180-200℃/min降至室温，得到所述陶瓷电容器介质。如上所述的陶瓷电容器介质，其中，将BaO和TiO2混合，在1150-1200℃保温180-240min，冷却、研磨，得到所述BaTiO3；所述BaO和TiO2的物质的量之比为1:1；和/或，将K2O和Ta2O5混合，在1150-1200℃保温180-240min，冷却、研磨，得到所述KTaO3；所述K2O和Ta2O5的物质的量之比为1:1；和/或，如上所述的陶瓷电容器介质，其中，将CaO和TiO2混合，在1100-1150℃保温180-240min，冷却、研磨，得到所述CaTiO3；所述CaO和TiO2的物质的量之比为1:1。如上所述的陶瓷电容器介质，其中，所述陶瓷电容器介质在-55～+125℃的电容温度变化率为+15～-20％。如上所述的陶瓷电容器介质，其中，所述陶瓷电容器介质的相对介电常数为1000-1500，耐直流电压为800-900V/mm。本专利技术还提供一种上述任一所述的陶瓷电容器介质的制备方法，将所述BaTiO3、KTaO3、CaTiO3以及B2O3混合得混合物，所述混合物经过预处理后，以3-5℃/min升温至1150-1250℃并保温4-6h后，以180-200℃/min降至室温，得到所述陶瓷电容器介质。如上所述的陶瓷电容器的制备方法，其中，所述预处理依次包括第一球磨处理、第一烘干处理、预烧处理、第二球磨处理、第二烘干处理、造粒处理、压制处理以及排胶处理。如上所述的陶瓷电容器的制备方法，其中，所述第一球磨处理和第二球磨处理中，球磨介质为乙醇，所述球磨介质与待处理物的质量比为(5～10)：1；球磨转速为180-240r/min，球磨时间为4-6h；所述预烧处理中，温度为800-900℃，时间为2-4h。本专利技术还提供一种陶瓷电容器，由上述任一所述的陶瓷电容器介质制备得到。本专利技术还提供一种雷达，包括上述所述的陶瓷电容器。本专利技术的实施，至少具有以下优势：1、本专利技术的陶瓷电容器介质的电容温度变化率小，因此陶瓷电容器介质具有性能稳定性佳、安全性高的特性；2、本专利技术的陶瓷电容器介质的制备温度低，不仅有利于制备工艺的实施，而且大大降低了陶瓷电容器介质的制备成本；3、本专利技术的陶瓷电容器介质的制备原料种类少，能够有效简化制备工艺、降低制备成本；4、本专利技术的陶瓷电容器介质的制备原料不含有铅和铬等有害元素，在使用过程中对环境无污染，而且在制备过程中也不会对人体造成伤害；5、本专利技术的陶瓷电容器介质介电损耗小，符合陶瓷电容器稳定安全的发展趋势，有利于延长陶瓷电容器的使用寿命；6、本专利技术的陶瓷电容器介质的制备方法简单易行，可控性强，有利于实现工业生产；7、经过本专利技术的陶瓷电容器介质制备得到的陶瓷电容器具有优异的稳定性能和安全性能，能够广泛应用于雷达、手机以及导航等设备中。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种陶瓷电容器介质，按照物质的量百分含量包括以下原料：BaTiO360～80％，KTaO314～30％，CaTiO35～10％，B2O30.5～2％。本专利技术用于制备陶瓷电容器介质的原料为BaTiO3、KTaO3、CaTiO3、B2O3，其中，BaTiO3能够用于调节陶瓷电容器介质的介电常数。上述原料的组成有助于降低陶瓷电容器介质的制备温度，并且通过对各个原料的比例进行调节，能够进一步优化陶瓷电容器介质的温度稳定性。当上述原料满足上述比例时，能够使陶瓷电容器介质具有较高的温度稳定性，并且经过对原料比例在上述范围内进行进一步调节，能够使本专利技术的陶瓷电容器介质的电容温度变化率、相对介电常数以及耐直流电压得到进一步的优化。具体地，能够使陶瓷电容器介质在-55～+125℃的电容温度变化率为+15～-20％，和/或相对介电常数为1000-1500，耐直流电压为800-900V/mm。本专利技术利用各个原料与最终陶瓷电容器介质的物质的量之比对各个原料进行限定，例如，BaTiO360～80％是指若需要制备得到的最终陶瓷电容器介质的物质的量为1mol时，则需要的BaTiO3原料的物质的量为0.6-0.8mol。进一步地，本专利技术的陶瓷电容器介质通过下述方法制备。将BaTiO3、KTaO3、CaTiO3以及B2O3按照上述要求进行混合，得到混合物；对混合物进行预处理后，以3-5℃/min升温至1150-1250℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷电容器介质，其特征在于，按照物质的量百分含量包括以下原料：BaTiO

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷电容器介质，其特征在于，按照物质的量百分含量包括以下原料：BaTiO360～80％，KTaO314～30％，CaTiO35～10％，B2O30.5～2％。


2.根据权利要求1所述的陶瓷电容器介质，其特征在于，所述陶瓷电容器介质按照以下方法制备：将所述BaTiO3、KTaO3、CaTiO3以及B2O3混合，经过预处理后，以3-5℃/min升温至1150-1250℃并保温4-6h后，以180-200℃/min降至室温，得到所述陶瓷电容器介质。


3.根据权利要求1所述的陶瓷电容器介质，其特征在于，将BaO和TiO2混合，在1150-1200℃保温180-240min，冷却、研磨，得到所述BaTiO3；
所述BaO和TiO2的物质的量之比为1:1；和/或，
将K2O和Ta2O5混合，在1150-1200℃保温180-240min，冷却、研磨，得到所述KTaO3；
所述K2O和Ta2O5的物质的量之比为1:1；和/或，
将CaO和TiO2混合，在1100-1150℃保温180-240min，冷却、研磨，得到所述CaTiO3；
所述CaO和TiO2的物质的量之比为1:1。


4.根据权利要求1所述的陶瓷电容器介质，其特征在于，所述陶瓷电容器介质在-55～+125℃的电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏育，李兴坤，宋乃华，李圆圆，
申请(专利权)人：中寰卫星导航通信有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11