【技术实现步骤摘要】
一种高储能陶瓷电容器介质材料及其制备工艺
本专利技术属于电子陶瓷材料
,具体的,涉及一种高储能陶瓷电容器介质材料及其制备工艺。
技术介绍
随着能源与环境问题的凸显,新能源的开发与存储是目前需要解决的问题之一,高储能密度的存储电容器广泛应用于现代的电子能源系统,介电储能技术由于其响应快、微型化、智能化以及成本低廉的特性,在储能领域有着广泛的应用前景,陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。顾名思义,瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器,根据陶瓷材料的不同,可以分为低频陶瓷电容器和高频陶瓷电容器两类,按结构形式分类,又可分为圆片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。在现有技术中,能够通过在纳米陶瓷颗粒的表面包覆一层材料,从而提升纳米陶瓷材料的致密度,从而提升材料的击穿场强,但是在实际操作中,通过溶胶法在纳米陶瓷颗粒的表面包覆材料效果好,但是生产成本高,生产效率低,不适用于工业化的生产,而直接将两种或多种物料混合,又会由于包覆物料的直径较大而无法均匀包覆在纳米陶瓷材料的表面,容易导致部分纳米陶瓷颗粒的表面包覆的包覆材料厚度较大,而部分纳米陶瓷材料的表面没有被完整的包覆到,从而导致所生产的介质材料质量较差,为了解决上述问题,本专利技术提供了以下技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高储能陶瓷电容器介质材料及其制备工艺。本专利技术需要解决的技术问题为:通过溶胶法在纳米陶瓷颗粒的表面包覆材料效果好,但是生产成本高,生产效率低,不适用于工业化的生产 ...
【技术保护点】
1.一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:/n第一步,通过硅烷偶联剂对玻璃粉进行表面处理,处理后的玻璃粉在75-98℃温度下烘干,得到表面处理玻璃粉,其中玻璃粉的粒径为2.25±0.25μm;/n第二步,配制固含量为25%-30%的聚氨酯乳液,其中聚氨酯的颗粒粒径为5-20纳米,将第一步得到的表面处理玻璃粉加入聚氨酯乳液中,表面处理玻璃粉与聚氨酯乳液的用量比为1g:3-7mL,在转速为1600-4000r/min的条件下搅拌处理6-10min,得到处理液待用;/n第三步,通过硅烷偶联剂对纳米陶瓷粉料进行表面处理,处理后的纳米陶瓷粉料在90-135℃的温度下烘干,然后将该烘干后的纳米陶瓷粉料加入第二步中的处理液中,在转速为1600-4000r/min的条件下搅拌处理6-10min,静置2-5min后过滤取出固相物,在110-125℃的温度下烘干处理20-40min后,得到预分散料待用;/n第四步,将第三步中得到的预分散料加入球磨机中,在转速为240-300r/min的条件下球磨10-20min后,取出在220-260℃的温度下焙烧15-30min,然后再将焙烧 ...
【技术特征摘要】
1.一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,通过硅烷偶联剂对玻璃粉进行表面处理,处理后的玻璃粉在75-98℃温度下烘干,得到表面处理玻璃粉,其中玻璃粉的粒径为2.25±0.25μm;
第二步,配制固含量为25%-30%的聚氨酯乳液,其中聚氨酯的颗粒粒径为5-20纳米,将第一步得到的表面处理玻璃粉加入聚氨酯乳液中,表面处理玻璃粉与聚氨酯乳液的用量比为1g:3-7mL,在转速为1600-4000r/min的条件下搅拌处理6-10min,得到处理液待用;
第三步,通过硅烷偶联剂对纳米陶瓷粉料进行表面处理,处理后的纳米陶瓷粉料在90-135℃的温度下烘干,然后将该烘干后的纳米陶瓷粉料加入第二步中的处理液中,在转速为1600-4000r/min的条件下搅拌处理6-10min,静置2-5min后过滤取出固相物,在110-125℃的温度下烘干处理20-40min后,得到预分散料待用;
第四步,将第三步中得到的预分散料加入球磨机中,在转速为240-300r/min的条件下球磨10-20min后,取出在220-260℃的温度下焙烧15-30min,然后再将焙烧后的材料加入球磨机中,在转速为300-420r/min的条件下球磨30-60min,球磨后的材料加入焙烧装置中进行包覆焙烧处理,得到预烧粉料,包覆焙烧处理的温度高于玻璃粉的软化温度,低于介质材料的烧结温度,包覆焙烧处理的焙烧时间为5-8min;
第五步,对第四步中得到的预烧粉料经过至少一次的“预烧,球磨”工序,得到成品的高储能陶瓷电容器介质材料,其中“预烧,球磨”为将预烧粉料加入焙烧装置中进行焙烧,并将焙烧后的产物加入球磨机中进行球磨,其中焙烧装置的焙烧温度为高于玻璃粉的软化温度,低于介质材料的烧结温度,焙烧的时间为5-13min。
2.根据权利要求1所述的一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,所述玻璃粉包括如下重量百分比的各组分:10%-30%三氧化二铝、0-20%氧化钡、40%-80%二氧化硅与0-40%氧化硼。
3.根据权利要求1所述的一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,第三步中纳米陶瓷粉料与玻璃粉的重量比为1:0.05-0.3。
4.根据权利要求1所述的一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560、KH570、KH792、DL602与DL171中的一种或至少两种的任意比混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,所述纳米陶瓷粉料为金红石二氧化钛纳米粉料。
6.根据权利要求1所述的一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,第五步中预烧粉料经历1-7次的“预烧,球磨”工序。
7.一种高储能陶瓷电容器介质材料,其特征在于,根据权利要求1-6任一所述的制备工艺加工制备而成。
8.根据权利要求1所述的一种高储能陶瓷电容器介质材料的制备工艺,其特征在于,所述焙烧装置包括研磨装置(1)、加热装置(2)与收容箱(3),其中研磨装置(1)固定安装在加热装置(2)的上方,加热装置(2)的底部固定安装有收容箱(3);
所述研磨装置(1)包括料斗(11)与研磨器(4),所述研磨器(4)包括密封壳体(41),密封壳体(41)固定安装在研磨底板(...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘志甫,马名生,储小兰,罗亚成,张建刚,
申请(专利权)人:泗阳群鑫电子有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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