[发明专利]一种X8R型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X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法，该材料由主料和添加剂组成：主料为(1‑x‑y)(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃+x(K_0.5Nd_0.5)TiO₃+yBaZrO₃(0.3≤x≤0.5，0.1≤y≤0.2，x、y为摩尔分数)，重量比为100‑200份，添加剂为KTaO₃、MnO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅中的一种或两种，重量比为1‑5份，采用固相反应法制备而成。该材料满足X8R要求，室温下1kHz介电常数1973—2413，损耗1.09‑2％，绝缘强度2.8x10¹⁰‑6.5x10¹¹欧姆，‑55℃到150℃电容变化率2.5‑5.3％，原料来源广泛，重复性强，适合推广使用。

技术领域

本发明的公开内容涉及电子信息材料与元器件技术领域，尤其涉及一种新型的X8R型介电陶瓷组合物及其制备方法。

背景技术

近年来由于汽车点火系统和传感系统、油田勘探深度的加深及飞机的抗冲击系统等的电子控制方面的加强，因为其工作环境苛刻，要求陶瓷电容器上极限工作温度提高到150℃，而目前应用非常广泛的工作温度范围仅限于-55℃～ +125℃的X7R陶瓷介质电容器已满足不了这方面的要求；然而X8R型陶瓷电容器，由于其工作温度范围较宽，为-55℃～+150℃，从而具有良好的温度稳定性，且具有尺寸小、容量高、易安装、稳定性好等优点，因此X8R陶瓷电容器在高温恶劣环境中的电子系统中取得了广泛应用。国内目前开发的重点仍然在宽的操作温度、高的介电温度稳定性、低的介电损耗和高的击穿场强以及介质材料的无铅化。文献[Ang C,Yu Z.High remnant polarization in (Sr0.7Bi0.2)TiO3–(Na0.5Bi0.5)TiO3solid solutions[J].Applied Physics Letters, 2009,95(23):797-51.]提出了一种无铅压电陶瓷，通过构建A位空位提高了钛酸铋钠铁电-反铁电转变的介电弥散度和介电常数，获得了较好的介电铁电性能。但是其温度稳定性和操作温度仍然无法满足X8R要求。本发明公开一种新的陶瓷瓷料配方，获得可以满足X8R型温度特性和较高击穿场强的无铅介电陶瓷材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：该X8R型陶瓷电容器介质材料的化学组成通式为：(1-x-y)(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃+x(K_0.5Nd_0.5)TiO₃+yBaZrO₃，其中 0.3≤x≤0.5，0.1≤y≤0.2，x、y均为摩尔分数。该材料具备粒度分布均匀、分散性好、成型性工艺好、满足X8R要求，并且具有良好介电性能、较低的损耗、较高的绝缘电阻率及良好的温度稳定性等特性。得到的陶瓷材料室温1kHz 介电常数1973—2413，损耗1.09-2％，绝缘强度2.8x10¹⁰-----6.5x10¹¹欧姆， -55℃到150℃电容变化率2.5％-5.3％。

上述的X8R型陶瓷电容器介质材料的制备方法由下述步骤组成：