[发明专利]一种巨介陶瓷电容器介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特指一种巨介电容温度变化率小的陶瓷电容器介质及其制备方法；它采用电容器陶瓷普通化学原料，制备得到无铅、无镉的巨介电容温度变化率小的陶瓷电容器介质，还能降低电容器陶瓷的烧结温度，该介质适合于制备单片陶瓷电容器和单层片式陶瓷电容器，能大大降低陶瓷电容器的成本，该介质介电常数巨高，容易实现陶瓷电容器的小型化，同时能提高耐电压以扩大陶瓷电容器的应用范围，并且在制备和使用过程中不污染环境。   

背景技术

高介电常数为电容性器件的体积微型化提供了可能性，随着电子器件微型化的发展，高介电常数材料在微电子技术中起着越来越重要的作用，钛酸铜钙（CaCu₃Ti₄O₁₂，简称CCTO）陶瓷是其中一种最具代表性的高介电常数材料。CCTO 陶瓷不论单晶还是多晶形态都呈现出异常高的介电常数，近年受到越来越多的关注；CCTO 陶瓷具有很多优点，例如介电常数非常大（εr 为10⁴）、在比较宽的频率范围和相当广的温度范围内介电常数随频率和温度的变化很小、制备工艺也相当简单，而且介电常数的大小可以通过改变烧结条件来调节，在谐振器、滤波器、存储器等重要电子器件方面具有很大的应用潜力，因此特别引人注目；然而，通常制备的CCTO 陶瓷的介质损耗（tanδ 值）很大，在实际应用中会导致器件或电路的发热、工作不稳定或信号衰减等问题，不利于其作为电子材料的应用；为了解决CCTO 陶瓷介质损耗大的问题，研究者曾经对该陶瓷做过许多掺杂或替代改性的尝试，这些尝试的结果不是很成功，最终都没有获得综合介电性能指标满足实际应用要求的改性CCTO陶瓷；具体讲，这些尝试不是没有达到足够程度降低介质损耗的目的，就是明显损害了CCTO 陶瓷原有的高介电常数特性，致使改性后介电常数很低，或者破坏了CCTO 陶瓷原有的低频段介电常数基本不随频率发生变化的优点；因此，寻找出一种既可以保持CCTO 陶瓷所具有高介电常数的优点又能显著地降低介质损耗的有效方法，是一个重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种巨介陶瓷电容器介质。

本发明的目的是这样来实现的：

巨介陶瓷电容器介质配方组成包括：Ca_0.925Nd_0.05Cu₃Ti₄O₁₂91~98wt.%，(Ba_0.65Sr_0.35)TiO₃0.1~8.0wt.%，MgO0.1~4 wt.%，Cr₂O₃ 0.01~1.8wt.%；其中Ca_0.925 Nd_0.05Cu₃Ti₄O₁₂、(Ba_0.65Sr_0.35)TiO₃分别是采用常规的化学原料以固相法合成。

本发明的介质中所用的Ca_0.925Nd_0.05Cu₃Ti₄O₁₂是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料CaCO₃、Nd₂O₃、CuO和TiO₂按0.925：0.025：3：4摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于900-950℃保温360-540分钟，固相反应合成Ca_0。925 Nd_0.05Cu₃Ti₄O₁₂，冷却后研磨过200目筛，备用。  

本发明的介质中所用的(Ba_0.65Sr_0.35)TiO₃是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO₃、SrCO₃和TiO₂按0.65：0.35：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化铝坩埚内于1250-1280℃保温120分钟，固相反应合成(Ba_0.65Sr_0.35)TiO₃，冷却后研磨过200目筛，备用。