[发明专利]一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO3 55～90％,SrTiO3 2～25％,BaO3 2～15％,BaSnO3 0.05～10％,Sc2O3 0.03～1.0％,ZnO 0.1～1.5％，MnO2 0.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。本发明还公开了一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的制备方法。本发明的高压陶瓷电容器介质是中温烧结钛酸钡锶基电容器陶瓷，这可大大降低高压陶瓷电容器的成本，本发明的介质组分中不含铅和镉，对环境无污染；本发明的介电常数高，为5600以上；耐电压高，直流耐电压可达19kV/mm以上，交流耐压可达12kV/mm以上；介质损耗小，小于0.4％；本发明的介电常数高，能实现陶瓷电容器的小型化和大容量，同样能降低成本。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特别是涉及一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法。

背景技术

电力电子等领域迫切需要击穿电压高、温度稳定性好、可靠性高、小型化、大容量的陶瓷电容器。一般单片高压陶瓷电容器介质的烧结温度为1300～1430℃，而本发明的陶瓷电容器介质烧结温度为1250～1270℃，这样能大大降低高 压陶瓷电容器的成本。通常用于生产高压陶瓷电容器的介质中含有一定量的铅，这不仅在生产、使用和废弃过程中对人体和环境造成危害，而且对性能稳定性也有不良影响。同时本发明的电容器陶瓷介质不含铅和镉，电容器陶瓷在制备和使用过程中不污染环境。另外，本发明的电容器陶瓷的介电常数高，这样会提高陶瓷电容器的容量并且小型化，符合陶瓷电容器的发展趋势,同样也会降低陶瓷电容器的成本。耐电压的提高有利于扩大陶瓷电容器的使用范围和安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质及其制备方法，以有效克服上述现有技术的不足。本专利的介质组分中

本发明所提供的一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质，它包括有如下按照重量百分比计的配方组成：BaTiO3 55～90％,SrTiO3 2～25％,BaO3 2～15％,BaSnO3 0.05～10％,Sc2O3 0.03～1.0％,ZnO 0.1～1.5％，MnO2 0.03～1.0％；其中BaTiO3、SrTiO3、BaO3、BaSnO3分别是采用常规的化学原料以固相法合成。

所述BaO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3、CoCO3和WO3按1：0.5：0.5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BaO3，冷却后研磨过200目筛备用。

所述BaSnO3是采用如下工艺制备的：将常规的化学原料BaCO3和SnO2按1：1摩尔比配料，研磨混合均匀后放入氧化 铝坩埚内于1260～1280℃保温120分钟，固相反应合成BaSnO3，冷却后研磨过200目筛备用。

上述无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的配方最好采用下列三种组成方案：

BaTiO3 60～86％,SrTiO3 3～22％,BaO3 3～12％,BaSnO3 0.5～8％,Sc2O3 0.2～0.6％，ZnO0.2～0.7％,MnO2 0.03～1.0％。

BaTiO3 65～83％,SrTiO3 3-19％,BaO3 4～10％,BaSnO3 1～6％,Sc2O3 0.2～0.6％,ZnO0.2～0.7％,MnO2 0.03～1.0％。

BaTiO3 70～81％,SrTiO3 4～7％,BaO3 3～8％,BaSnO3 1～5％,Sc2O3 0.2～0.6％,ZnO0.2～0.7％,MnO2 0.03～1.0％。

本发明的另一个目的是提供一种无铅和镉的高压陶瓷电容器介质的制备方法，它包括以下步骤：