[发明专利]一种高温度稳定型陶瓷电容器用介质材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷电容器介电材料技术领域，特别涉及一种高温度稳定型陶瓷电容器用介质材料及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展，电子元器件日益向小型化、多功能化、高可靠性和低成本方向发展。作为现代电子行业的基础，陶瓷电容器介质材料具有易合成、低成本和适宜产业化的特点。制备的陶瓷介质电容器以其体积小、比容大、内部电感小和高频稳定性好等优点，在电容器行业始终占据主导地位。

传统的介电陶瓷，通常以BaTiO₃或具有ABO₃钙钛矿结构的钛酸盐系陶瓷材料为主晶相，在追求高介电和高容量的同时，需要通过适量掺杂而获得所合适的电气性能。然而，按照传统配方与工艺所制备的介电陶瓷，存在介电常数温度变化率大、损耗角正切值对电压依赖性高的特点，并且存在陶瓷坯体脆性大，不宜机械加工的缺点。

现代高功率器件和精密滤波器对介电陶瓷的温度稳定性要求不断提高，同时对介电陶瓷体外形及结构方面的要求亦日益多样化，因此提高介电陶瓷温度稳定性，降低瓷体脆性变得尤为重要。尽管BaTiO₃体系具有较高的介电常数，被认为是电子工业的支柱，但介电常数在居里点附近有较大突变，且随环境温度的变化较大。目前，广泛应用于移动通信产品、笔记本电脑、航空仪表等方面的X7R介电陶瓷的温度稳定性(±16％)已经不能满足多层陶瓷电容器(MLCC)和电流磁场干扰(EMI)滤波器的使用要求。因此改善钛酸钡基陶瓷的介电温度稳定性仍然是目前的研究热点之一，而当前改善钛酸钡基陶瓷温度稳定性的研究主要集中在钛酸钡粉体的制备和材料配方方面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温度稳定型陶瓷电容器介质材料的配比及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种高温度稳定型陶瓷电容器用介质材料，其包括按重量百分比计的如下组分：

BaTiO₃：30～60％；

NaTiO₃：5～35％；

PbTiO₃：2～25％；

CaZrO₃：1～20％；

Bi₂O₃·nTiO₂：1～30％；

MgO：1～30％；

MnO₂：0.01～1％；

其中，n＝1～7。

作为优选方案，各原料的重量百分比如下：

BaTiO₃：35～45％；

NaTiO₃：10～20％；

PbTiO₃：2～20％；

CaZrO₃：3～20％；

Bi₂O₃·nTiO₂：7～21％；

MgO：2.5～29.99％；

MnO：0.01～0.5％。

一种如本发明所述的介质材料的制备方法，其包括如下步骤：

分别合成BaTiO₃、NaTiO₃、PbTiO₃、CaZrO₃、Bi₂O₃·nTiO₂各粉料；

将上步合成的BaTiO₃、NaTiO₃、PbTiO₃、CaZrO₃、Bi₂O₃·nTiO₂各粉料制备成基础料；

在上步合成的基础料中加入MgO和MnCO₃，进行合成，再经过湿法球磨、出料、浆料沉降、浆料配制、离心造粒、除铁工艺流程，得到陶瓷电容器介质瓷料。

合成工艺在本发明中直接影响陶瓷电容器介质材料综合性能与烧结工艺，而除铁工艺在本发明中则直接影响陶瓷电容器介质材料击穿电压性能。

作为优选方案，所述湿法球磨中，以锆球为球磨介质，以水为溶剂，按照基础料：水：锆球＝1:1.3:1的重量比进行。

作为优选方案，所述浆料配制是用粘合剂、增塑剂、分散剂、消泡剂与去离子水，将沉降后浆料配制成含固量为50～60％的离心造粒浆料。