【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子元器件的陶瓷材料领域，特别涉及一种高介电常数、高耐压的y5v型陶瓷电容器电介质材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着现代科技的快速发展，电子设备不断向小型化、轻型化发展，高性能陶瓷电容器的需求量急剧增加，带动了电容器产业的快速发展。目前，高性能陶瓷电容器已广泛用于各类电子和电源模块中，是智能电子产品、网络通讯设备、高端医疗器械、电力电网装置及新能源汽车中不可或缺的关键电子元件。其中，y5v型陶瓷电容器(-30至+85℃的容温变化率为-82％至22％)具有高容量、低损耗、良好的可靠性等优点而在滤波、耦合、振荡等电路中得到广泛应用，但大部分y5v型陶瓷电容器耐压强度不高，限制了其更广阔的发展。若进一步提高y5v型陶瓷电容器的耐压性能，该电容器更加适合应用于脉冲电子技术中，如电磁炮等。
2、常规的陶瓷电介质材料往往不能同时满足高介电常数(>10000)、高耐压、低损耗等要求。目前，已有部分专利报道了以batio3为主要成分的、具有高介电常数及高耐压的y5v型陶瓷电容器电介质材料。例如cn112299845a通过对batio3掺杂baxsr1-x(zrysn1-y)o3、bi2zr2o7、al2o3、wo3、nb2o5、zro2、li2co3等材料，其介电常数均高于15000，耐压强度高于5kv/mm，但掺杂元素中含有的bi、li等易挥发，故只适用于空气中烧结，不可与贱金属电极共烧，工艺复杂，生产成本提高。此外，(ba1-xcax)(ti1-yzry)o3(简称bctz)陶瓷材料具有高介电常数，常常作
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的技术目的是提供一种具有可规模化生产、具有高介电常数、高耐压、低损耗的y5v型陶瓷电介质材料及其制备方法。
2、第一方面，本专利技术提供一种高介电常数、高耐压的y5v型陶瓷电容器电介质材料。所述y5v型陶瓷电容器电介质材料包括主料固溶体xmg-(1-x)ba0.95ca0.05ti0.85zr0.15o3和二次添加剂；所述二次添加剂包括稀土氧化物、zno、nb2o5、mnco3、sio2、basio3中的至少一种；所述二次添加剂的总摩尔含量占主料固溶体的0.5-3％。
3、较佳地，0.0005≤x≤0.018。
4、较佳地，所述二次添加剂包括稀土氧化物re2o3添加剂和额外添加剂，所述稀土氧化物re2o3添加剂为y2o3、sm2o3、la2o3、yb2o3、dy2o3中的一种或多种，所述额外添加剂为zno、nb2o5、mnco3、sio2、basio3中的至少一种。
5、较佳地，稀土氧化物re2o3添加剂的摩尔含量占主料固溶体的0.2％以下。
6、较佳地，所述额外添加剂为zno、nb2o5、mnco3、sio2、basio3中的两种以上时，任一种的额外添加剂的摩尔含量占主料固溶体的2.5％以下。
7、较佳地，所述y5v型陶瓷电容器电介质材料在室温下的介电常数为8000～16000；室温下损耗因子≦0.02；本征直流击穿电压≧16kv/mm；-30℃容温变化率为-82至-54％；85℃容温变化率为-70至-30％。
8、较佳地，所述y5v型陶瓷电容器电介质材料的粒径为0.3-1.5微米。
9、第二方面，本专利技术还提供上述任一项所述的高介电常数、高耐压的y5v型陶瓷电容器电介质材料的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：
10、(1)制备主料固溶体：按照xmg-(1-x)ba0.95ca0.05ti0.85zr0.15o3的化学计量比称量原料，球磨均匀，利用固相合成得到所述主料固溶体；
11、(2)将主料固溶体和二次添加剂球磨混合均匀，压制成型并烧结，得到所述高介电常数、高耐压的y5v型陶瓷电容电介质材料。
12、较佳地，步骤(1)的固相合成温度为1050～1200℃，优选为1100～1150℃；固相合成时间为1～3h。
13、较佳地，步骤(2)的烧结温度为1280～1460℃，优选为1300～1350℃；烧结保温时间为4～6小时。
14、有益效果
15、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：介质材料粒度分布均匀、分散性好、并且具有高介电常数(8000～16000)、低损耗(≤2％)、本征直流击穿电压≥16kv/mm，-30℃容温变化率为-82至-54％，85℃容温变化率为-70至-30％，满足y5v温度特性要求。此外，本专利技术所需材料成本较低、工艺过程易于控制，稳定性好，不含bi、b、k、na等易挥发元素。
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1.一种高介电常数、高耐压的Y5V型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述Y5V型陶瓷电容器电介质材料包括主料固溶体xMg-(1-x)Ba0.95Ca0.05Ti0.85Zr0.15O3和二次添加剂，所述二次添加剂包括稀土氧化物、ZnO、Nb2O5、MnCO3、SiO2、BaSiO3中的至少一种，所述二次添加剂的总摩尔含量占主料固溶体的0.5-3%。
2.根据权利要求1所述的Y5V型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，0.0005≤x≤0.018。
3.根据权利要求1或2所述的Y5V型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述二次添加剂包括稀土氧化物Re2O3添加剂和额外添加剂，所述稀土氧化物Re2O3添加剂为Y2O3、Sm2O3、La2O3、Yb2O3、Dy2O3中的一种或多种，所述额外添加剂为ZnO、Nb2O5、MnCO3、SiO2、BaSiO3中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的Y5V型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，稀土氧化物Re2O3添加剂的摩尔含量占主料固溶体的0.2%以下。
5.根据权利要求3或4所述的Y5
6.根据权利要求1至5中任一项所述的Y5V型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述Y5V型陶瓷电容器电介质材料在室温下的介电常数为8000～16000；室温下损耗因子≦0.02；本征直流击穿电压≧16kV/mm；-30℃容温变化率为-82至-54%；85℃容温变化率为-70至-30%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的Y5V型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述Y5V型陶瓷电容器电介质材料的粒径为0.3-1.5微米。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的高介电常数、高耐压的Y5V型陶瓷电容器电介质材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）的固相合成温度为1050～1200℃，优选为1100～1150℃；固相合成时间为1～3h。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）的烧结温度为1280～1460℃，优选为1300～1350℃；烧结保温时间为4～6小时。
...【技术特征摘要】
1.一种高介电常数、高耐压的y5v型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述y5v型陶瓷电容器电介质材料包括主料固溶体xmg-(1-x)ba0.95ca0.05ti0.85zr0.15o3和二次添加剂，所述二次添加剂包括稀土氧化物、zno、nb2o5、mnco3、sio2、basio3中的至少一种，所述二次添加剂的总摩尔含量占主料固溶体的0.5-3%。
2.根据权利要求1所述的y5v型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，0.0005≤x≤0.018。
3.根据权利要求1或2所述的y5v型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述二次添加剂包括稀土氧化物re2o3添加剂和额外添加剂，所述稀土氧化物re2o3添加剂为y2o3、sm2o3、la2o3、yb2o3、dy2o3中的一种或多种，所述额外添加剂为zno、nb2o5、mnco3、sio2、basio3中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的y5v型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，稀土氧化物re2o3添加剂的摩尔含量占主料固溶体的0.2%以下。
5.根据权利要求3或4所述的y5v型陶瓷电容器电介质材料，其特征在于，所述额外添加剂为z...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾燕，刘志甫，张发强，陆毅青，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：
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