[发明专利]一种高耐压陶瓷电介质材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高耐压陶瓷电介质材料及其制备方法，所述高耐压陶瓷电介质材料为钙钛矿结构，其击穿场强大于20 kV/mm。所述高耐压陶瓷电介质材料中分布的晶粒的尺寸为100‑500nm。本发明的提供的高耐压陶瓷电介质材料，与相同组成的微米级高耐压陶瓷电介质材料相比，具有更高的直流击穿场强，并且温度稳定性变得更好。

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种高耐压陶瓷电介质材料的组成与制备。

背景技术

随着现代科技的发展，人们对陶瓷电容器提出了更高的要求，除了要有较高的介电常数、低损耗，还要求具有高的耐压强度、高储能、高稳定等特点。其中，高压陶瓷电容器是指应用于高电压系统的瓷介质电容器。它具有体积小、容量大、耐高压、价格低、耐热性好和频率特性好等特点。从长远眼光看，它在激光器、高压分压器、电力传输电容器、储能电容器等方面具有诱人的使用前景。尤其是如今随着新能源的开发、研究和推广，高压陶瓷电容器在电动汽车开发和应用上的地位也越来越重要。例如日本村田公司EVC/KCM系列高压电容器，可应用于电动车的逆变器上。

目前，国内外大部分高耐压陶瓷电介质材料均为BaTiO3基或SrTiO3基材料。我国CN101759432A公布了一种钛酸钡基无铅高压陶瓷电容器材料，以钛酸钡、钛酸铋、钛酸锶及钛酸钙为原料来进行制备，由于含有氧化铋成分，在烧结过程中易产生烟雾，对人体和环境造成危害。日本村田公司美国专利US8264817B2中采用两部分合成高耐压陶瓷电介质材料，首先合成(Ba,Ca)TiO3材料，再与MnCO3、MgCO3、V2O5、SiO2、稀土氧化物等原料反应，在H2-N2-H2O气氛中烧结得到高耐压陶瓷电介质材料。此外，美国专利US8315037B2中公开了两种不同结构，不同晶粒大小的Ba0.94Dy0.06Ti0.97Mg0.03O3陶瓷电介质材料，将它们按不同比例混合，在H2-N2-H2O气氛中烧结得到最终产品。而美国专利US8385049B2中由于掺杂材料过多，高耐压陶瓷电介质材料的制备过程需要考虑各类掺杂物质的先后顺序。上述现有技术提及的这些材料的制备过程都比较繁琐，采用两步或以上步骤才能制备出最终材料，并且均需要在H2-N2-H2O气氛炉中进行烧结。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的就是提供了一种制备方法简单，能够规模化生产，具有更高的直流击穿场强，温度稳定性变得更好的陶瓷电介质材料。

本发明提供了一种高耐压陶瓷电介质材料的制备方法，其特征在于，包括：

按照一定质量比称取纳米BaTiO3、纳米CaTiO3、纳米M2O3、纳米MgO均匀混合后，得原始粉料；

将所得原始粉料一次球磨后，在1000-1100℃下煅烧1-3小时，得到陶瓷粉料；