一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料及其制备方法，所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料由主成分和改性掺杂剂组成，其中，所述主成分的化学式为(1

【技术实现步骤摘要】
一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷电容器制备技术，尤其是一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电容器是一类重要的无源电子器件，主要在电路中起到耦合、滤波、谐振、旁路、补偿等作用，是电子、通信及信息产业中所不可或缺的器件。根据构成材质，电容器可分为陶瓷电容、电解电容、薄膜电容等等。其中陶瓷电容器具有介质损耗低、绝缘电阻高、耐电强度高、稳定性及可靠性高应用更广泛等特点，而陶瓷介质材料又决定了陶瓷电容器的性能，是陶瓷电容器的核心材质。
[0003]近年来，随着技术的不断发展，需用到一种介电常数大于600的低容量变化率瓷陶瓷电容器介质材料制作的高精度陶瓷电容器，其温度特性变化率要求在宽的应用温度范围内(-40℃～70℃)小于
±
3％，且要求越来越高，并在环保方面提出更高要求。而目前该瓷介电容器中使用的瓷介电容器介质材料目前仍存在介电常数、耐电强度及温度特性不能同时满足使用要求，且一般含铅不环保的现象。因此开发具有更高耐电强度及合适的介电常数，更低温度特性变化率，可靠性高的不含铅的环保型瓷介电容器介质材料的制备技术，并实现产业化非常重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，更高耐电强度及合适的介电常数，更低容量温度变化率、可靠性高且环保的优势。该材料适应环保及高品质的市场需求，特别是智能电网建设的不断发展的需求，确保后续产品在应用领域的可靠运行。
[0005]本专利技术还提供环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料的制备方法，具有烧成温度低、不引入铅元素，具有节能环保的优势。本专利技术中，主成分的化学式为(1-y)Sr
(1-x)
Mg
x
TiO
3-yBi2Ti2O7，化学式中x＝0.2～0.4，y＝0.3～0.6；优选地x＝0.3，y＝0.4～0.5。
[0006]所述改性掺杂剂选自Ba
0.996
TiO3、CaTiSiO5、MgO、CeO2、ZrO2、Al2O3、Ga2O3、Nd2O3、Dy2O3、MnCO3中的五种或五种以上。优选的，选自Ba
0.996
TiO3、CaTiSiO5、CeO2、ZrO2、Ga2O3、Nd2O3或MnCO3中的五种或五种以上。其中Ba
0.996
TiO3和CaTiSiO5为必选。
[0007]各组分按照重量百分比计，所述主成分占总重的80～96％，所述改性掺杂剂占总重的4～20％。优选的，所述主成分占总重的86～93％，所述改性掺杂剂占总重的7～14％，更优选的，所述主成分占总重的88～91％，所述改性掺杂剂占总重的9～12％。
[0008]所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成Ba
0.996
TiO
3 2～9％，CaTiSiO
5 0.5～2％及MgO 0～1.5％、CeO
2 0.25～1.5％、ZrO
2 0.25～1.5％、Al2O
3 0～0.5％、Ga2O
3 0.25～1％、Nd2O
3 0.5～1％、Dy2O
3 0～1％、MnCO
3 0.25～1％。优选地，所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成
Ba
0.996
TiO
3 5～8％，CaTiSiO
5 1～1.8％及MgO 0.1～1.0％、CeO
2 0.5～1.2％、ZrO
2 0.5～1.0％、Al2O
3 0.1～0.3％、Ga2O
3 0.5～1％、Nd2O
3 0.75～1％、Dy2O
3 0.2～1％、MnCO
3 0.25～0.75％。
[0009]所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料的制备方法中，(1-y)Sr
(1-x)
Mg
x
TiO
3-yBi2Ti2O7的制备方法如下：按化学计量比称量SrCO3、MgO、Bi2O3、TiO2作为原料，将称量好的原料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨8～12小时，出料烘干、粉碎后900～1200℃下煅烧3～5小时合成(1-y)Sr
(1-x)
Mg
x
TiO
3-yBi2Ti2O7烧块。其中，煅烧温度优选为1000～1100℃，更优选为1050℃。
[0010]原料用到的Ba
0.996
TiO3和CaTiSiO5可以商业购买获得，也可以自制，制备时Ba
0.996
TiO3按照以下方法获得，按化学计量比称量BaCO3、TiO2作为原料，将称量好的原料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨3～5小时，出料烘干、粉碎后在1250～1350℃下煅烧2～4小时合成Ba
0.996
TiO3。其中，煅烧温度优选为1280～1320℃，更优选为1300℃。
[0011]CaTiSiO5按照以下方法获得，按化学计量比称量CaCO3、SiO
2丶
TiO2作为原料，将称量好的原料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨3～5小时，出料烘干、粉碎后在900～1250℃下煅烧2～3小时合成CaTiSiO5。其中，煅烧温度优选为980～1220℃，更优选为1000℃或者1100℃。
[0012]本专利技术中，以步骤A获得的(1-y)Sr
(1-x)
Mg
x
TiO
3-yBi2Ti2O7烧块作为主成分，再称量Ba
0.996
TiO3、CaTiSiO5、MgO、CeO2、ZrO2、Al2O3、Ga2O3、Nd2O3、Dy2O3、MnCO3中任意五种或五种以上的组分作为改性掺杂剂，将称量好的物料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨，再加入聚乙烯醇溶液作为粘合剂进行干燥造粒，获得所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料。进一步的，将陶瓷介质材料进行高温烧结，获得陶瓷基片，材料烧结的温度为1220～1280℃，煅烧时间为2-5小时，优选的，烧结的温度为1230-1260℃。
[0013]具体方案如下：
[0014]一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料由主成分和改性掺杂剂组成，其中，
[0015]所述主成分的化学式为(1-y)Sr
(1-x)
Mg
x
TiO
3-yBi2Ti2O7，化学式中x＝0.2～0.4，y＝0.3～0.6；
[0016]所述改性掺杂剂选自Ba
0.996
TiO3、CaTiSiO5、MgO、CeO2、ZrO2、Al2O3、Ga2O3、Nd2O3、Dy2O3、MnCO3中的五种或五种以上。
[0017]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，其特征在于：所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料由主成分和改性掺杂剂组成，其中，所述主成分的化学式为(1-y)Sr
(1-x)
Mg
x
TiO
3-yBi2Ti2O7，化学式中x＝0.2～0.4，y＝0.3～0.6；所述改性掺杂剂选自Ba
0.996
TiO3、CaTiSiO5、MgO、CeO2、ZrO2、Al2O3、Ga2O3、Nd2O3、Dy2O3、MnCO3中的五种或五种以上。2.根据权利要求1所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，其特征在于：所述主成分占总重的80～96％，所述改性掺杂剂占总重的4～20％。3.根据权利要求1所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，其特征在于：所述主成分选自0.4Sr
0.7
Mg
0.3
TiO
3-0.6Bi2Ti2O7、0.4Sr
0.8
Mg
0.2
TiO
3-0.6Bi2Ti2O7、0.4Sr
0.6
Mg
0.4
TiO
3-0.6Bi2Ti2O7、0.5Sr
0.7
Mg
0.3
TiO
3-0.5Bi2Ti2O7、0.5Sr
0.8
Mg
0.2
TiO
3-0.5Bi2Ti2O7、0.5Sr
0.6
Mg
0.4
TiO
3-0.5Bi2Ti2O7、0.6Sr
0.7
Mg
0.3
TiO
3-0.4Bi2Ti2O7、0.6Sr
0.8
Mg
0.2
TiO
3-0.4Bi2Ti2O7、0.6Sr
0.6
Mg
0.4
TiO
3-0.4Bi2Ti2O7、0.7Sr
0.7
Mg
0.3
TiO
3-0.3Bi2Ti2O7、0.7Sr
0.8
Mg
0.2
TiO
3-0.3Bi2Ti2O7或0.7Sr
0.6
Mg
0.4
TiO
3-0.3Bi2Ti2O7中一种或多种。4.根据权利要求1-3中任一项所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，其特征在于：所述改性掺杂剂选自Ba
0.996
TiO3、CaTiSiO5、CeO2、ZrO2、Ga2O3、Nd2O3或MnCO3中的五种或五种以上。5.根据权利要求1-3中任一项所述环保低容量温度变化率的陶瓷介质材料，其特征在于：所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成Ba
0.996
TiO
3 2～9％，CaTiSiO
5 0.5～2％、MgO 0～1.5％、CeO
2 0.25～1.5％、ZrO...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄景林，钟永全，
申请(专利权)人：厦门万明电子有限公司，
类型：发明
国别省市：