一種高溫度穩定陶瓷電容器介質制造技術

本發明專利技術是關于高溫度穩定陶瓷電容器介質的配方組成,它采用常規的陶瓷電容器介質制備方法,利用電容器陶瓷普通化學原料,制備得到無鉛、無鎘的無毒高溫度穩定陶瓷電容器介質，其特征在于所述介質的配方包括（重量百分比）：?BaTiO355-90%,SrTiO32-25%,CaTiO32-15%,MgNb2O50.5-9%,Bi3NbTiO30.1-2.5%,Gd2O30.1-0.8%,MnCO30.03-1.0%;其中BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgNb2O5、Bi3NbTiO3分別是采用常規的化學原料以固相法合成。該介質適合于制備單片陶瓷電容器，能減小陶瓷電容器的體積和提高耐壓,能大大降低陶瓷電容器的成本和提高安全性，同時溫度穩定性高,并且在制備和使用過程中不污染環境。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無機非金屬材料
，特指ー種高溫度穩定陶瓷電容器介質；它采用常規的陶瓷電容器介質制備方法，利用電容器陶瓷普通化學原料，制備得到無鉛、無鎘的高溫度穩定陶瓷電容器介質，還能降低電容器陶瓷的燒結溫度，該介質適合于制備單片陶瓷電容器，能大大降低陶瓷電容器的成本，同時能提高溫度穩定性以擴大陶瓷電容器的應用范圍，并且在制備和使用過程中不污染環境。
技術介紹
彩電、電腦、通迅、航空航天、導彈、航海等領域迫切需要擊穿電壓高、溫度穩定性好、可靠性高、小型化、 大容量的陶瓷電容器。一般單片高壓陶瓷電容器介質的燒結溫度為135(Tl430°C，而本專利技術的陶瓷電容器介質燒結溫度為125(Tl280°C，這樣能大大降低高壓陶瓷電容器的成本，同時本專利電容器陶瓷介質不含鉛和鎘，電容器陶瓷在制備和使用過程中不污染環境；另外，本專利技術的電容器陶瓷的介電常數較高，這樣會提高陶瓷電容器的容量并且小型化，符合陶瓷電容器的發展趨勢，同樣也會降低陶瓷電容器的成本。通常用于生產高壓陶瓷電容器的介質中含有一定量的鉛，這不僅在生產、使用和廢棄過程中對人體和環境造成危害，而且對性能穩定性也有不良影響。中國期刊《電子元件與材料》1989年第5期在“高介高壓2B4介質陶瓷” 一文中公開了ー種高壓陶瓷電容器介質材料，該介質材料采用97.8wt.%BaTi03+0.8wt.%Bi203+0.7wt.%Nb205+0.5wt.%Ce02+0.2wt.%Mn02的配方，以常規的エ藝制備試樣，其介電常數e =2500^2600, tg 6 =0.5-1.4%,直流耐壓強度為7KV/mm。該介質雖屬無鉛介質材料，但它存在耐壓性較差，介電常數太小。配方組成不同于本專利。中國專利“一種高壓陶瓷電容器介質”(專利號ZL00112050.6)公開的電容器陶瓷介質雖屬無鉛介質材料，但介電常數為1860-3300,耐電壓可以達到10kV/mm以上(直流)，燒結溫度為1260-1400°C，比本專利高。介電常數太小，遠低于本專利，而且配方組成不同于本專利。中國期刊《江蘇陶瓷》1999年第2期在“BaTiO3系低溫燒成高介X7R電容器瓷料” 一文中公開了ー種BaTiO3中低溫燒成高介滿足X7R特性的電容器瓷料，該介質材料的配方組成為(質量百分數):(BaTi03+Nd203) 89% 92%+Bi203 2Ti027.5 10%+低熔點玻璃料0.8%+50%Mn (NO3)2 (水溶液)0.205%。其中，所用的低熔點玻璃料是硼硅酸鉛低熔點玻璃，介質是含鉛的，并且未涉及耐電壓，介電常數小于3500，遠小于本專利的介電常數，介質的配方組成也不同于本專利技術專利。另有專利“一種低損耗高壓陶瓷電容器介質”(專利申請號:201010588021.1)，該專利的介質雖然介電損耗低，但是容量溫度特性較差，不符合X7R特性，介電常數比本專利的低，配方不同于本專利。另有專利“高壓陶瓷電容器介質的制造方法”(專利號:91101958.8)，其采用非常規エ藝制備介質，即流延成型膜，然后疊層介質體，將多層介質體進行真空加熱勻壓、沖片、然后進行排膠、燒成而得。該專利的缺點是制備エ藝方法復雜、導致產品制造成本増加，按其介質配方制造所得的高壓電容器陶瓷的介電常數為1800-7200，介電常數太小，沒有本專利的介電常數高。還有專利“ー種陶瓷電容器的電介質及其制備方法”(專利申請號:201010538725.8)，該專利的介質雖然介電常數很高，但容溫特性較差，不符合X7R特性，配方不同于本專利。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供ー種高溫度穩定陶瓷電容器介質。本專利技術的目的是這樣來實現的: 高溫度穩定陶瓷電容器介質配方組成包括(重量百分比):BaTi0355-90%，SrTiO3 2-25%,CaTiO3 2-15%, MgNb2O5 0.5-9%, Bi3NbTiO3 0.1-2.5%, Gd2O30.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；其中BaTi03、SrTi03、CaTiO3、MgNb2O6, Bi3NbTiO3分別是采用常規的化學原料以固相法合成。本專利技術的介質中所用的MgNb2O6是采用如下エ藝制備的:將常規的化學原料MgO和Nb2O5按1:1摩爾比配料，研磨混合均勻后放入氧化鋁坩堝內于1250°C -1280°C保溫120分鐘，固相反應合成MgNb2O6，冷卻后研磨過200目篩，備用。本專利技術的介質中所用的Bi3NbTiO3的制備過程如下:將常規的化學原料Bi203、Nb2O5和TiO2按3/2:1/2:1摩爾比配料，研磨混合均勻后放入氧化鋁坩堝內于900°C -960°C保溫120分鐘，固相反應合成Bi3NbTiO3,冷卻`后研磨過200目篩，備用。本專利技術采用常規的高壓陶瓷電容器介質制備エ藝，即首先采用常規的化學原料用固相法分別合成BaTiO3, SrTiO3, CaTiO3, MgNb2O6, Bi3NbTiO3，然后按配方配料，將配合料球磨、粉碎、混合，進行烘干后，加入粘合劑造粒，再壓制成生坯片，然后在空氣中進行排膠和燒結，經保溫并自然冷卻后，獲得陶瓷電容器介質，在介質上被電極即成。上述陶瓷介質的配方最好采用下列三種方案(重量百分比):BaTi0360-86%, SrTi033-22%, CaTi033_12%, MgNb2O5 0.5-8%, Bi3NbTiO3 0.2-1.7%,Gd 2030.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；BaTi0365 -83%, SrTi033-19%, CaTi034_10%, MgNb2O51-6%, Bi3NbTiO30.2-1.7%, Gd2030.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；BaTi0370-81%, SrTi034-17%, CaTi033_8%, MgNb2O61-5%, Bi3NbTiO30.2-1.7% , Gd2O30.1-0.8%, MnCO30.03-1.0%。本專利技術與現有技術相比，具有如下優點: 1、本專利的介質是燒結溫度較低(燒結溫度125(Tl280°C)鈦酸鋇鍶基電容器陶瓷，這樣能大大降低高壓陶瓷電容器的成本，本專利的介質組分中不含鉛和鎘，對環境無污染； 2、本介質的介電常數高,為4500以上；耐電壓高，直流耐電壓可達13kV/mm以上；介質損耗小，小于0.5% ;本介質的介電常數較高，能實現陶瓷電容器的小型化和大容量，同樣能降低成本； 3、本介質的電容溫度變化率小，容溫特性符合X7R特性的要求；介質損耗小于0.5%,使用過程中性能穩定性好，安全性高；4、主要原料采用陶瓷電容器級純即可制造出本專利技術的陶瓷介質； 5、本介質采用常規的固相法陶瓷電容器介質制備エ藝即可進行制備。具體實施例方式現在結合實施例對本專利技術作進ー步的描述。表I給出本專利技術的實施例共9個試樣的配方。本專利技術的實施例共9個試樣的配方的主要原料采用陶瓷電容器級純，在制備時首先采用常規的化學原料用固相法分別合成BaTi03、SrTi03、CaTi03、MgNb2O5, Bi3NbTiO3，然后按上述配方配料，將配好的料用蒸餾水或去離子水采用行星球磨機球磨混合，料:球:水=1:3: (0.6^1.0)(質本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫度穩定陶瓷電容器介質，其特征在于：所述高溫度穩定陶瓷電容器介質介質配方組成按照重量百分比計算：BaTiO355?90%,SrTiO3?2?25%,?CaTiO3?2?15%,?MgNb2O5?0.5?9%,?Bi3NbTiO3?0.1?2.5%,?Gd2O30.1?0.8%,?MnCO30.03?1.0%；其中BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3?、MgNb2O6、Bi3NbTiO3分別是采用常規的化學原料以固相法合成。

【技術特征摘要】
1.ー種高溫度穩定陶瓷電容器介質，其特征在于:所述高溫度穩定陶瓷電容器介質介質配方組成按照重量百分比計算:BaTi0355-90%，SrTi03 2-25%，CaTiO3 2-15%, MgNb2O50.5-9%, Bi3NbTiO3 0.1-2.5%, Gd2O30.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；其中 BaTiO3' SrTiO3'CaTiO3、MgNb2O6, Bi3NbTiO3分別是采用常規的化學原料以固相法合成。2.如權利要求1所述的ー種高溫度穩定陶瓷電容器介質，其特征在于:所述高溫度穩定陶瓷電容器介質介質配方組成按照重量百分比計算:BaT i 0360-86%, SrT i 033_22%，CaTi033-12%, MgNb2O5 0.5-8%, Bi3NbTiO3 0.2-1.7%, Gd 2030.1-0.8%, MnCO30.03-1.0%。3.如權利要求1所述的ー種高溫度穩定陶瓷電容器介質，其特征在于:所述高溫度穩定陶瓷電容器介質介質配方組成按照重量百分比計算:BaT i 036 5-8 3%，Sr T i 033_ 19%，CaTi034-10%, MgNb2O51-6%, Bi3Nb...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高春華，黃新友，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：