[发明专利]超宽工作温区的多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超宽工作温区的多层陶瓷电容器介质材料，原料组成及摩尔百分比为BaTiO₃：aBi(Zn_2/3Nb_1/3)O₃：bNaNbO₃＝1：a：b，其中0.25≤a≤0.325，0.01≤b≤0.02。先将ZnO、Bi₂O₃、Nb₂O₅按摩尔比1:4/3:1/3配料，经900℃预烧，制得Bi(Zn_2/3Nb_1/3)O₃固体颗粒，二次球磨后烘干、过筛；另将Na₂CO₃、Nb₂O₅按摩尔比1:1配料，于1000℃预烧，制得NaNbO₃固体颗粒，二次球磨后烘干、过筛。以BaTiO₃为基添加a mol％Bi(Zn_2/3Nb_1/3)O₃(0.25≤a≤0.325)与b mol％NaNbO₃(0.01≤b≤0.02)，再经过造粒后压制成生坯，生坯于1225℃～1250℃烧结，制得多层陶瓷电容器介质材料。本发明在‑55℃～310℃工作温区内介电损耗保持tanδ≤0.05，介电常数ε_r≥700±19％，绝缘性能ρV≥10¹¹Ω·cm。制备工艺简洁，获得粉体组分均一，制备过程无污染。

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的介质材料组合物，尤其涉及一种BaTiO₃-Bi(Zn_2/3Nb_1/3)O₃-NaNbO₃低损耗、超宽工作温区的多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法。

背景技术

当今时代，电子产业的飞速发展，逐步推动电子元器件向小型化、集成化的方向发展，越来越多的电路与器件被集成在一个有限的空间内，片式电子元器件应运而生。片式电子元器件以其小型化、易贴装的优异特性，逐步取代了传统引线型电子元件成为市场的主流。

片式多层陶瓷电容器(MLCC)由于具有体积小、等效串联电阻小、高频特性好、价格低等优点而被广泛应用于在航空航天、地下勘探、汽车电子等领域。由于其恶劣的工作环境，要求电子器件能在超宽工作温度范围内具有更高的可靠性。因此，研制具有高介电常数、高稳定性、低损耗的宽温稳定型介质材料具有十分重要的实际意义。

近年来，MLCC用介质材料的发展趋势一直是改善其综合性能，在保证其高可靠性的前提下，扩展其使用温度范围，先后出现满足EIAX7R(工作温度范围为-55～125℃)、X8R(工作温度范围为-55～150℃)、X9R(工作温度范围为-55～200℃)标准的介质材料。然而，在航空航天、地质勘探、汽车电子等领域，MLCC的使用环境更加苛刻，X9R无法完全满足使用要求，因此提高钛酸钡基介质材料的介电温度稳定性并且获得尽可能大工作温区仍然是目前的研究热点之一，并且眼下介质电容器生产厂家的研究重点即围绕配方和制备工艺的研究。

本发明提供的BaTiO₃-Bi(Zn_2/3Nb_1/3)O₃-NaNbO₃介质体系具有优异的介电性能，在-55℃～310℃整个工作温区内介电损耗能够保持tanδ≤0.07,此外本发明体系具有较高介电常数ε_r≥700±19％和优异的绝缘性能ρV≥10¹¹Ω·cm。本发明体系烧结温度为1225℃～1250℃，是一种很有前景的应用于制作低损耗、超宽工作温区多层陶瓷电容器介质材料。

发明内容

本发明的目的，是在保证现有技术高可靠性的前提下，扩展其使用温度范围，提供一种损耗低、工作温区宽、容量变化率小的陶瓷电容器介质材料。