[发明专利]交流高压陶瓷电容器介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电容器材料制备技术领域，涉及一种交流高压陶瓷电容器介质材料，本发明还涉及该种交流高压陶瓷电容器介质材料的制备方法。

背景技术

交流高压陶瓷电容器是指应用于高电压系统的瓷介质电容器。目前它主要应用于高电压设备如避雷器、断路器等的均压部件、激光器、高压分压器和电力传输电容器等方面。目前交流高压陶瓷电容器所使用的介质通常为BaTiO₃或SrTiO₃为基介质材料。作为瓷介电容器用的介质陶瓷，目前应用于交流高压的BaTiO₃系陶瓷电容器介质材料是以BaTiO₃为基料，适当添加镁、铅、铋、锰及其它元素为改性剂，烧结温度在1300℃以上，额定条件下介电常数ε＝2000～3000，tgδ＝1～7％，交流抗电强度为3MV/m，并且在高压交流的场合应用时，容易由于发热而发生击穿破坏现象，而且对外加电场、温度、放置时间等的依赖性较大，产品的容量在实际使用状态下温度变化率不够稳定、介质损耗大。而SrTiO₃系陶瓷介质材料比BaTiO₃系陶瓷介质材料具有有效储能密度大、输入电压引起的体积变化小、ΔC/C的电压相关性小和介质损耗低以及抗电强度高等优点，因此研发新的SrTiO₃系陶瓷介质材料具有更重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压交流陶瓷电容器介质材料，解决了现有技术中存在的耐受电压强度、介电常数偏低；温度变化率不够稳定、介质损耗大、烧结温度较高的问题。

本发明的另一目的是提供上述高压交流陶瓷电容器介质材料的制备方法，得到具有高介电常数、温度稳定、耐交流高电压的交流高压陶瓷电容器介质材料。

本发明所采用的技术方案是，一种高压交流陶瓷电容器介质材料，由以下组分组成，并且各组分摩尔百分比含量为：SrCO₃为30～40％，TiO₂为45～55％，Pb₃O₄为4～10％，Bi₂O₃为2～5％，MO为0～3％，Re(OH)₃为0～3％，上述各组分的摩尔含量总和为100％；所述M选取镁、钙或锆，所述Re选取钇、铈、镧、铌或镝中的1～2种。

本发明所采用的另一技术方案是，一种上述的高压交流陶瓷电容器介质材料的制备方法，该方法按照以下步骤实施：

步骤1、配料：将SrCO₃、TiO₂、Pb₃O₄、Bi₂O₃、MO、Re(OH)₃预处理，按照以下摩尔百分比配方称量：SrCO₃为30～40％，TiO₂为45～55％，Pb₃O₄为4～10％，Bi₂O₃为2～5％，MO为0～3％，Re(OH)₃为0～3％，上述各组分的摩尔含量总和为100％；

步骤2、混合粉料：将步骤1称量好的各组分以去离子水为介质在搅拌磨中球磨7～8小时，使其粒度小于1μm后，利用喷雾干燥器进行喷雾干燥得到混合粉料；

步骤3、粉料烧结：将步骤2所得混合粉料在900℃～1150℃的温度范围内，烧结60～300分钟，自然冷却，得到烧结粉料；

步骤4、粉料成型：将步骤3所得烧结粉料以去离子水为介质，在搅拌磨中球磨5～6小时，直到粒度小于1μm后，再次利用喷雾干燥器进行喷雾造粒，干压成型为圆片坯体；

步骤5、将圆片坯体径向紧密排列放置承烧板上在1200℃±20℃烧结160～200分钟，即得交流高压陶瓷电容器介质材料。

本发明的高压交流陶瓷电容器介质材料，在额定条件下具有较高介电常数及较低介质损耗，耐交流高压强度大，温度稳定性好；本发明的制备方法，烧结温度较低，节能效果显著，步骤简单，容易实施，生产成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。