[发明专利]一种温度稳定型陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷介质材料领域，具体是一种温度稳定型陶瓷介质材料及其制备方法。是由质量百分比为5‑20％的KNbO₃、10‑20％的SrTiO₃和70‑85％的BiMg_0.1Ti_0.7O₃组成的。本发明所提供的温度稳定型陶瓷介质材料，SrTiO₃‑BiMg_0.1Ti_0.7O₃系介质陶瓷具有适中的烧结温度，一般在1050℃左右、具有较高的介电常数、可调的容量温度系数和较低的损耗，是一种性能优异的介质陶瓷材料。本发明选择SrTiO₃‑BiMg_0.1Ti_0.7O₃系统，采取添加KNbO₃为掺杂改性的方法，使其满足温度稳定型的同时，具有介电常数高、介电损耗低的优势。

技术领域

本发明涉及陶瓷介质材料领域，具体是一种温度稳定型陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

随着集成电路的发展，电子通信设备终端向着小型化方向发展，片式多层陶瓷电容器可以很好的适应这一趋势，因而已得到了广泛的应用。并随着技术的发展，其优越的性能也愈加明显，有逐步取代钽电容、电解电容的趋势。世界年市场销售数千亿只，广泛用于电子信息产品的各种表面贴装电路中

近年来，随着电子信息设备在各行各业的普及和广泛应用，尤其是在一些特殊行业和极端环境下的应用，对多层陶瓷电容的介电温度变化率性能提出了更高的要求。在汽车控制领域中，如发动舱内安装的发动机电子控制单元(ECU)、防抱死系统(ABS)、空气/燃料比例控制模块等，要求多层陶瓷电容的高温工作温度范围达到150℃左右。同时，在航空电子学、自动电子学、环境检测学等多领域中，都要求电子系统可以在极端苛刻的条件下正常工作，这就要求多层陶瓷电容的高温工作温度延伸到150℃以上，甚至200℃以上。大容量电容器在高温段的介电温度特性已成为高温环境下电子设备能否正常工作的关键因素之一。研究更宽温度范围内的温度稳定型介电材料成为当前的迫切需要

目前报道较多的温度稳定型陶瓷电容材料有钨青铜矿结构陶瓷系统，铅基弛豫铁电陶瓷系统及BaTiO₃基铁电陶瓷系统系等介质陶瓷材料，但这些陶瓷材料存在含有大量的重金属铅、烧结温度高、工作温度范围窄、介电常数低和损耗偏高等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种温度稳定型陶瓷介质材料及其制备方法，并且该材料介电常数高、介电损耗低、无铅环保，而且其方法的烧结温度低。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种温度稳定型陶瓷介质材料，是由质量百分比为5-20％的KNbO₃、10-20％的SrTiO₃和70-85％的BiMg_0.1Ti_0.7O₃组成的。

本发明进一步提供了一种温度稳定型陶瓷介质材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料Bi₂O₃、MgO和TiO₂按通式BiMg_0.1Ti_0.7O₃，进行配料球磨，升温至800℃，保温2-4小时，制得熔块A；

(2)按照质量百分比将5-20％的KNbO₃、10-20％的SrTiO₃和70-85％的熔块A进行二次配料，获得配料B；

(3)将配料B球磨，加入为配料B的5-8wt％的黏合剂造粒，压制成生坯，升温至400-500℃再升温至1020℃-1050℃保温1小时，冷却后制得温度稳定型陶瓷介质材料。

作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述步骤(1)中，升温至800℃的升温速率为5-10℃/min。