[发明专利]一种低损耗高压陶瓷电容器介质

说明书

技术领域

本发明涉及电容器的电介质，具体地说，涉及一种低损耗高压陶瓷电容器介质。

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高性能(如击穿电压高、温度稳定性好、可靠性高、小型化、容量大)的陶瓷电容器。为了获得高性能的陶瓷电容器，要求陶瓷电容器的电介质具有损耗低、耐电压高等特性；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，介质损耗较高。又如，中国期刊《南京化工大学学报》1999年第4期在“SrTiO₃基高压陶瓷电容器材料的组成与性能”一文中公开了一种低损耗高耐压的电容器陶瓷介质，但该介质含有18mol％左右的钛酸铅，在制备和使用过程中会对环境和人体有污染。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)，介质损耗较高，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，这种介质材料不含铅，但介电常数太小(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)，且介质损耗较高。又如，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)，所公开的陶瓷电容器介质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，且介质损耗较高。

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低损耗、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低损耗高压陶瓷电容器介质，这种陶瓷电容器介质损耗低，耐电压高，并且在制备及使用过程中对环境无污染。

采用的技术方案如下：

一种低损耗高压陶瓷电容器介质，其特征在于由下述重量百分比的原料制成：BaTiO₃58-91％，SrTiO₃1-3％，BaZrO₃4-20％，CaZrO₃3-12％，CeO₂0.03-1.0％，ZnO 0.1-1.5％，Bi₂TiO₅0.5-4.5％。