[发明专利]一种高压低损陶瓷电容器介质及其制备方法

说明书

一种高压低损陶瓷电容器介质，其特征在于由下述重量配比的原料制成：BaZrO₃ 5‑7%，CeO₂ 0.5‑0.7%，ZnO 0.8‑1.2%，MnCO₃ 0.3‑0.5%，La₂O₃ 1.5‑2.5%，W₂O₃ 0.8‑1.2%，余量为BaTiO₃。本发明还提供上述高压低损陶瓷电容器介质的一种制备方法。本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明的陶瓷电容器介质的介电常数高（介电常数为3400以上），耐电压高（直流耐电压可达7kV/mm以上，交流耐压可达5kV/mm以上），介质损耗小（介质损耗小于0.8%）。本发明的陶瓷电容器介质适合于制造满足Y5P特性要求的陶瓷电容器。而且，本发明的陶瓷电容器介质不含铋、铅和镉，在制备和使用过程中对环境无污染。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，具体涉及一种高压低损陶瓷电容器介质以及这种高压低损陶瓷电容器介质的制备方法。

背景技术

彩电、电脑、通迅、航空航天、导弹、航海等领域迫切需要击穿电压高、温度特性稳定、可靠性高、小型化、大容量的陶瓷电容器。目前，用于生产高压陶瓷电容器的介质中通常含有一定量的铋、铅、镉，会对人体和环境造成危害，逐渐被淘汰。有些陶瓷电容器介质虽属无铋、无铅、无镉介质材料，但介电常数小、介质损耗高、耐电压低，不利于陶瓷电容器的小型化，且耐压性较差，也不利于扩大陶瓷电容器的使用范围及提高安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压陶瓷电容器介质以及这种高压低损陶瓷电容器介质的制备方法，这种高压低损陶瓷电容器介质介电常数高，介质损耗低，耐电压高，且在制备和使用过程中不污染环境，制成的陶瓷电容器的温度特性满足Y5P特性的要求。采用的技术方案如下：

一种高压低损陶瓷电容器介质，其特征在于由下述重量配比的原料制成： BaZrO₃5-7%， CeO₂ 0.5-0.7%，ZnO 0.8-1.2%，MnCO₃ 0.3-0.5%，La₂O₃ 1.5-2.5%，W₂O₃ 0.8-1.2%，余量为BaTiO₃。

优选方案中，上述高压低损陶瓷电容器介质由下述重量配比的原料制成：BaTiO₃89%，BaZrO₃ 6%， CeO₂ 0.6%，ZnO 1%，MnCO₃ 0.4%，La₂O₃ 2%，W₂O₃ 1%。

上述BaTiO₃（钛酸钡）形成主晶相，BaZrO₃（锆酸钡）形成第二主晶相， BaTiO₃（钛酸钡）与BaZrO₃（锆酸钡）配合，形成双峰结构（即在15℃、50℃各形成一个居里峰），从而使介质的温度特性在Y5P范围内（±10%变化率（－25-＋85℃））。添加适量的CeO₂（氧化铈）、La₂O₃（氧化镧）在晶体的晶界层，抑制晶体长大，从而能够细化晶粒，形成细晶结构，提高介质的耐电压水平。添加适量的ZnO（氧化锌）、MnCO₃ （碳酸锰）掺杂后，能够降低介质的介质损耗。适量的W₂O₃（三氧化二钨）掺杂改性，W₂O₃在晶体中因为W的化合价是+3价，引起晶体形变，形成极化，从而提高介质的介电常数。

优选上述BaTiO₃、BaZrO₃分别是采用常规的化学原料以固相法合成。