[发明专利]一种陶瓷电容器的电介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容器的电介质，具体地说，涉及一种陶瓷电容器的电介质及其制备方法。

背景技术

彩电、计算机、通迅、航空航天、导弹、航海等领域迫切需要击穿电压高、温度稳定性好、可靠性高、小型化、大容量的陶瓷电容器。为了实现陶瓷电容器的小型化和大容量，要求陶瓷电容器的电介质具有高介电常数；为了实现陶瓷电容器的击穿电压高，要求陶瓷电容器的电介质耐电压高；同时，随着人们对身体健康及环境保护的日益重视，要求陶瓷电容器的电介质在制备、使用及废弃的过程中不会对人体和环境造成危害，因而要求陶瓷电容器的电介质不含铅、镉等金属元素。

目前，通常用于生产高压陶瓷电容器的电介质中含有一定量的铅，这不仅在陶瓷电容器的生产、使用和废弃过程中对人体和环境造成危害，而且对陶瓷电容器的性能稳定性也有不良影响。例如，中国期刊《江苏陶瓷》1999年第2期在“BaTiO₃系低温烧成高介X7R电容器瓷料”一文中公开了一种BaTiO₃中低温烧成高介满足X7R特性的电容器瓷料介质，该介质所含的低熔点玻璃料是硼硅酸铅低熔点玻璃，介质是含铅的，并且未涉及耐电压，介电常数小于3500。又如，中国发明专利申请公开说明书CN1212443A(发明名称为“高介高性能中温烧结片式多层瓷介电容器瓷料”，专利申请号为97117286.2)，所公开的陶瓷电容器瓷料虽然介电常数高(介电常数≥16000)，但耐电压较差(耐电压为700V/mm)，另外其组分含有一定量的铅。还有，中国发明专利申请公开说明书CN1212444A(发明名称为“高性能中温烧结片式多层瓷介电容器瓷料”，专利申请号为97117287.0)，所公开的电容器瓷料介电常数太小(介电常数为3000)，介质损耗小于1.5％，且耐电压较低(耐电压为860V/mm)，另外其组分含有一定量的铅。

有些陶瓷电容器的电介质虽然不含铅，在陶瓷电容器的生产、使用和废弃过程中对人体和环境的危害较小，但是其介电常数太小，且/或耐电压较低。例如，中国期刊《电子元件与材料》1989年第5期在“高介高压2B₄介质陶瓷”一文中公开了一种高压陶瓷电容器介质材料，这种介质材料的介电常数太小(介电常数ε＝2500-2600)，tgδ＝0.5-1.4％，耐压性较差(直流耐压强度为7KV/mm)。又如，中国发明专利申请公开说明书CN1306288A(发明名称为“一种高压陶瓷电容器介质”，专利申请号为00112050.6)公开的电容器陶瓷介质虽属无铅介质材料，其直流耐电压可以达到10kV/mm以上，但介电常数太小(介电常数为1860-3300)，烧结温度较高(烧结温度为1260-1400℃)。还有，中国发明专利申请公开说明书CN1619726A(发明名称为“一种中低温烧结高压陶瓷电容器介质”，专利申请号为200410041863.x)，其各组分的重量百分比含量为：BaTiO₃60-90％、SrTiO₃1-20％、CaZrO₃0.1-10％、Nb₂O₅0.01-1％、MgO 0.01-1％、CeO₂0.01-0.8％、ZnO 0.01-0.6％、Co₂O₃0.03-1％、铋锂固溶体0.05-10％，其介电常数为2000-3000，耐电压为6kV/mm以上，介电常数和耐电压性仍不够理想。

综上所述，现有的各种用于陶瓷电容器的电介质无法同时满足高介电常数、高耐电压及环保等方面的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷电容器的电介质，这种电介质介电常数高，耐电压高，并且在使用过程中对环境无污染；本发明所要解决的另一技术问题是提供上述陶瓷电容器的电介质的一种制备方法，这种制备方法成本较低，并且在制备过程中对环境无污染。采用的技术方案如下：

一种陶瓷电容器的电介质，其特征在于由下述重量百分比的原料制成：BaTiO₃54-91％，SrTiO₃2-13％，BaZrO₃2-15％，Nb₂O₅0.05-1％，CeO₂0.03-1.0％，ZnO 0.1-1.0％，Co₂O₃0.03-1.0％，BaSiO₃2-15％。