[发明专利]用于温度稳定型多层陶瓷电容器瓷料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于多层陶瓷电容器材料技术领域，特别涉及一种用于高温高稳定性 的多层陶瓷电容器的介电材料及其制备方法。

背景技术：

随着信息技术和电子技术的迅猛发展，对电子设备的要求也越来越高。电子 设备的小型化。片式化和轻型化是发展的必然趋势。电子设备的元器件相应的要 具有较小体积和重量，多层陶瓷电容器(简称MLCC)因这些需要而应运而生。 根据国际电子工业协会EIA标准，MLCC以25℃的电容值为基准，在温度-55～ 200℃的范围内，电容变化率≤±15％，介电损耗≤2.5％。MLCC的核心材料是 由BaTiO₃基铁电陶瓷构成的R(ΔC/C≤±15％)系瓷料。

由于钛酸钡陶瓷本身的烧结特性，在使用钛酸钡陶瓷作为主要材料时，其烧 结温度较高，一般大于1300℃。而多层陶瓷电容器要求材料与内电极共烧，且 在共烧温度下，要求不与内电极发生化学反应，内电极不融化，且保证有良好的 导电性。这使得多层陶瓷电容器内电极材料的选择受到限制。在以前的多层陶瓷 电容器生产中，一般使用较高熔点的贵金属(如Pt，Au，Pd金属或其合金等) 作为内电极。但是，使用这些贵金属，大大的提高了电容器的制造成本。很多资 料报道，贵金属成本为多层陶瓷电容器生产成本的30～70％。美国专利 US007061748报道，使用钛酸钡基陶瓷作为主要原料，烧结温度范围在1200～ 1320℃。使用的内电极是Pt，Au，Pd，Ag，Rh，Ru，Ir中的一种或合金。从生 产成本考虑，这是不可取的。使用廉价金属(如Ni，Fe，Co，Cu等)可以大大 降低生产成本，提高竞争力。但是，由于Ni，Fe，Co，Cu等廉价金属的熔点较 低，在与陶瓷材料共烧时，需要在中低温条件下进行烧结。所以，要想使用廉价 金属作为内电极材料，最佳的办法是降低陶瓷的烧结温度。但是，加入过多的低 熔点的添加剂，势必降低钛酸钡基陶瓷的介电性能。

目前广泛使用的X7R瓷料只能在+125℃以下使用，无法满足更高温度介电 性能的稳定性要求。当在更高的温度下使用时，其电容变化率将远远大于±15 ％的要求。因此多层陶瓷电容器的使用受到很大的限制。开发具有更高使用温度 且工作稳定性更高的多层陶瓷电容器材料是很有必要的。在航空航天、汽车工业、 军用移动通讯等特殊领域的应用中，要求其工作温度上限提高到将近200℃，因 此研究和发展工作温度更高、温度范围更宽的MLCC瓷料是国内外研究的重点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有中温烧结性能，宽的温度范围的高稳定性多层 陶瓷电容器瓷料(介电材料)及其制备方法。该瓷料具有高介电常数，低损耗， 高电阻率，同时具有优良的稳定性能，并且制备工艺简单。

实现本发明目的的技术方案：

一种用于温度稳定型多层陶瓷电容器瓷料，由下法制得：

1)、合成：按照K₂CO₃∶Na₂CO₃∶Nb₂O₅＝1.03∶1.03∶2的摩尔比比例混合 均匀，在600℃下预烧保温2小时合成(K_0.5Na_0.5)NbO₃得到(K_0.5Na_0.5)NbO₃粉体，其中K₂CO₃、Na₂CO₃在80℃下预先干燥24小时；因为K₂CO₃、Na₂CO₃在900℃时易挥发，所以需过量添加3mol％以抵消挥发量；

2)、将BaTiO₃、Bi₂O₃、Sc₂O₃、(K_0.5Na_0.5)NbO₃、PbO和TiO₂按照(1-x)∶ 0.05∶0.05∶0.2∶x∶x的摩尔比例混合后加入无水乙醇溶剂中，混合球磨24 小时，烘干得原料粉体；其中x＝0.03～0.12；