【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于陶瓷材料，具體涉及一種鈦酸鋇基陶瓷材料及其制備方法，特別的還涉及一種電容器。
技術介紹
1、電容器是電子電力系統中的重要電子元器件，在電路中起到平滑、儲能、濾波等作用。隨著技術的發展，越來越多的應用場合需要采用高溫電容器，例如電動汽車和光伏電站中的逆變器、航空航天領域的電子系統等，這無疑對現有的電容器提出了挑戰。
2、現有的電容器主要有電解電容、薄膜電容和陶瓷電容。電解電容在高溫環境下容量衰減很快，而且有漏液的危險。薄膜電容由于其電介質層由聚合物材料組成，在高溫下會發生軟化甚至融化；陶瓷電容器雖然能承受較高的溫度而不改變其宏觀結構，但在微觀上陶瓷的電導率會增加，無法保持絕緣狀態。
3、在高溫環境下，現有的三種電容器均不能可靠地工作，需要外加冷卻系統，增加了整個系統的體積、重量和成本。
4、目前，鋁電解電容的最高工作溫度為85～105度，聚丙烯(pp)薄膜電容器的最高工作溫度為105度；聚萘二甲酸乙二酯(pen)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯硫醚(pps)薄膜電容器的最高工作溫度為125度。在陶瓷電容器中，能夠達到x7r特性的最高工作溫度為125度(x7r，其中x代表最低使用溫度為-55度，7代表最高使用溫度為125度，r代表在這個溫度區間內電容值變化小于15％)，達到x8r特性的最高使用溫度可到150度，研究者們提出了下一代具有x9r特性的高溫電容器，最高使用溫度可以達到200度。但目前關于x9r高溫電容器的研究較少，因此提供一種最高工作溫度可達200度以上滿足x9r特性
技術實現思路
1、本專利技術是基于專利技術人對以下事實和問題的發現和認識做出的：現有的三種電容器由于穩定工作溫度區間不夠，在高溫環境下，均不能可靠的應用，因此，有必要對電容器的材料進行研究改進。
2、本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的實施例提出一種鈦酸鋇基陶瓷材料，其具有更寬的溫度區間，在-55度到200度區間內電容值變化小于15％，能夠達到x9r特性，并且制備方法簡單，易于工業應用。
3、本專利技術實施例的鈦酸鋇基陶瓷材料，其化學式為：(1-x)(ba1-ycay-zsrz)tio3-xbi(mg0.5zr0.5)o3，其中，0.20≤x≤0.25，0.2≤y≤0.25，0≤z≤0.05。
4、本專利技術實施例的鈦酸鋇基陶瓷材料帶來的優點和技術效果：1、本專利技術實施例的陶瓷材料中，以鈦酸鋇為基體材料，通過引入ca元素，能夠降低介電損耗，提高介電常數，同時引入bi、mg、zr元素，bi能夠提高介電常數，mg能夠提高擊穿強度和絕緣電阻，zr能夠提高擊穿強度、絕緣電阻和介電常數的溫度穩定性；2、本專利技術實施例中，還可以引入sr元素，能夠進一步提高介電常數；3、本專利技術實施例中，通過嚴格控制各元素的含量，獲得了能夠達到x9r特性要求的陶瓷材料，同時能夠將介電損耗控制在0.9％以下，適用于制備高溫應用場景下的電容器，具有廣闊的應用前景。
5、在一些實施例中，0.23≤x≤0.25。
6、在一些實施例中，0<z≤0.05。
7、本專利技術實施例還提供了一種鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：
8、(1)將baco3、caco3、srco3、bi2o3、tio2、mgo、zro2按設計配比混合進行第一球磨處理，烘干得到粉體：
9、(2)將所述步驟(1)得到的粉體進行預燒處理，得到預燒粉；
10、(3)將所述步驟(2)得到的預燒粉進行第二球磨處理，干燥后得到陶瓷粉體；
11、(4)將所述步驟(3)得到的陶瓷粉體壓片，經冷等靜壓處理后得陶瓷胚體；
12、(5)將所述步驟(4)得到的陶瓷胚體進行排膠處理；
13、(6)將所述步驟(5)排膠處理后得到的陶瓷胚體的上表面和下表面分別覆蓋所述步驟(2)得到的預燒粉，經燒結處理后得到鈦酸鋇基陶瓷材料。
14、本專利技術實施例的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法帶來的優點和技術效果：1、本專利技術實施例中，采用高溫固相法合成陶瓷材料，工藝操作簡單，易于應用；2、本專利技術實施例中，在排膠處理后的陶瓷坯體上下表面上分別覆蓋預燒粉，有利于減少陶瓷胚體中元素的揮發；3、本專利技術實施例的方法制得的陶瓷材料在-55度到200度區間內電容值變化小于15％，能夠達到x9r特性。
15、在一些實施例中，所述步驟(1)中，所述第一次球磨處理時間為6-12h。
16、在一些實施例中，所述步驟(2)中，所述預燒處理的溫度為800～900℃，時間為2～8h，優選地，升溫速率為3～10℃/min。
17、在一些實施例中，所述步驟(3)中，所述第二球磨處理包括：將預燒粉球磨處理20～24h，之后加入粘結劑，繼續球磨處理1～3h，優選地，所述粘結劑包括rhoplex?ha-8，所述粘結劑的添加量為所述預燒粉質量的0.1～0.5％。
18、在一些實施例中，所述步驟(4)中，所述壓片的壓力為50～100mpa，所述冷等靜壓的壓力為200～300mpa，冷等靜壓的處理時間為1～10分鐘。
19、在一些實施例中，所述步驟(5)中，所述排膠處理包括將陶瓷胚體升溫至500～700℃，保溫1～4h，優選地，升溫速率為0.5～3℃/min。
20、在一些實施例中，所述步驟(6)中，所述燒結溫度為1100～1350℃，燒結時間為1～4h，優選地，升溫速率為3～7℃/min。
21、本專利技術實施例還提供了一種鈦酸鋇基陶瓷材料在電動汽車或光伏電站中的逆變器、航空航天領域的電子系統中的應用。本專利技術實施例的鈦酸鋇基陶瓷材料具有x9r特性，能夠用于有高溫需求的應用場合。
22、本專利技術實施例還提供了一種電容器，其采用本專利技術實施例的鈦酸鋇基陶瓷材料制成。本專利技術實施例的電容器，采用本專利技術實施例的陶瓷材料制成，其具有本專利技術實施例陶瓷材料能夠帶來的所有優點，在此不再贅述。
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1.一種鈦酸鋇基陶瓷材料，其特征在于，所述鈦酸鋇基陶瓷材料的化學式為：(1-x)(Ba1-yCay-zSrz)TiO3-xBi(Mg0.5Zr0.5)O3，其中，0.20≤x≤0.25，0.2≤y≤0.25，0≤z≤0.05。
2.根據權利要求1所述的鈦酸鋇基陶瓷材料，其特征在于，0.23≤x≤0.25。
3.根據權利要求1所述的鈦酸鋇基陶瓷材料，其特征在于，0<z≤0.05。
4.一種權利要求1-3中任一項所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述第一次球磨處理時間為6-12h；
6.根據權利要求4所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述第二球磨處理包括：將預燒粉球磨處理20～24h，之后加入粘結劑，繼續球磨處理1～3h，優選地，所述粘結劑包括RHOPLEX?HA-8，所述粘結劑的添加量為所述預燒粉質量的0.1～0.5％。
7.根據權利要求4所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備
8.根據權利要求4所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述排膠處理包括將陶瓷胚體升溫至500～700℃，保溫1～4h，優選地，升溫速率為0.5～3℃/min；
9.一種權利要求1-3中任一項所述的鈦酸鋇基陶瓷材料或權利要求4-8中任一項所述的制備方法制得的鈦酸鋇基陶瓷材料在電動汽車或光伏電站中的逆變器、航空航天領域的電子系統中的應用。
10.一種電容器，其特征在于，采用權利要求1-3中任一項所述的鈦酸鋇基陶瓷材料或權利要求4-8中任一項所述的制備方法制得的鈦酸鋇基陶瓷材料制成。
...【技術特征摘要】
1.一種鈦酸鋇基陶瓷材料，其特征在于，所述鈦酸鋇基陶瓷材料的化學式為：(1-x)(ba1-ycay-zsrz)tio3-xbi(mg0.5zr0.5)o3，其中，0.20≤x≤0.25，0.2≤y≤0.25，0≤z≤0.05。
2.根據權利要求1所述的鈦酸鋇基陶瓷材料，其特征在于，0.23≤x≤0.25。
3.根據權利要求1所述的鈦酸鋇基陶瓷材料，其特征在于，0<z≤0.05。
4.一種權利要求1-3中任一項所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述第一次球磨處理時間為6-12h；
6.根據權利要求4所述的鈦酸鋇基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述第二球磨處理包括：將預燒粉球磨處理20～24h，之后加入粘結劑，繼續球磨處理1～3h，優選地，所述粘...
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