[发明专利]一种耐交流高压陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷介质材料及其制备方法，更具体地说，涉及一种耐交流高压陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

为满足重要设施内部电源系统的要求，地面电源系统、电力系统、核电站等供电系统都需要大电流高电压。在大功率和高压领域使用的高压陶瓷电容器，要求具有小型、耐高压和频率特性好等特点。近年来随着材料、电极和制造技术的进步，正向中高压方向发展，并广泛应用于航天、火箭、导弹、高压避雷器、激光、雷达及核工业领域等高压电源以及改善电压分布的高压线路中。伴随电容器的高压化，它的功率也在逐渐增大，特别是对于许多军工武器装置，大功率是一个重要特征，提高电容器的耐高压性能显得尤为突出。

目前交流高压以铅基反铁电系、钛酸钡系和钛酸锶系介质陶瓷材料为主，大力开发无铅化瓷料成为当前技术热点之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无铅化的、介电常数较高的、烧结温度低的耐交流高压陶瓷介质材料及其制备方法。

本发明采用如下的技术方案：

一种耐交流高压陶瓷介质材料，由如下重量百分比的组分组成：80-95％BaTiO₃，0.3-2％WO₃，0.5-1.5％CeO₂，0.1-0.3％CuO，0-2％Er₂O₃，0-0.2％Ho₂O₃，1-2.5％ZnO，0.1-1.5％H₃BO₃，3-10％Bi₂O₃。

上述陶瓷介质材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将原料BaTiO₃进行热处理即把钛酸钡加热到1130℃并保温2小时；

步骤二，按质量百分比80-95％BaTiO₃、0.3-2％WO₃、0.5-1.5％CeO₂、0.1-0.3％CuO、0-2％Er₂O₃、0-0.2％Ho₂O₃、1-2.5％ZnO、0.1-1.5％H₃BO₃和3-10％Bi₂O₃的配方配料；

步骤三，所配原料与去离子水混合球磨，并干燥；

步骤四，烘干后造粒，压制成生坯；

步骤五，生坯在900-950℃烧成，制得陶瓷介质。

所述步骤三中所配原料与去离子水混合球磨4-6小时，于100℃干燥。

所述步骤四中加入6-7wt％的石蜡造粒。

所述在步骤五中将生坯先按2℃/min的升温速率加热至500℃，再按7℃/min的升温速率加热至900-950℃烧成，保温2-6小时，冷却后制得陶瓷介质。

所述步骤三中干燥后的原料过250-1000孔/cm²分样筛，在步骤四中在6Mpa压强下压制成圆片状生坯。

所述步骤三中球磨时的转速为400r/min。

所述BaTiO₃、WO₃、CeO₂、CuO、Er₂O₃、Ho₂O₃、ZnO、H₃BO₃和Bi₂O₃均为分析纯试剂。

与现有技术相比，结合实施例的实验数据可知，本发明制备的耐交流高压陶瓷介质材料无铅、介电常数高、烧结温度低，广泛应用于航天、火箭、导弹、高压避雷器、激光、雷达以及核工业等领域。

具体实施方式

以下结合实施例进一步说明本发明的技术方案。