一種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是關(guān)于高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)的配方組成,它采用常規(guī)的陶瓷電容器介質(zhì)制備方法,利用電容器陶瓷普通化學(xué)原料,制備得到無(wú)鉛、無(wú)鎘的無(wú)毒高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)，其特征在于所述介質(zhì)的配方包括（重量百分比）：?BaTiO355-90%,SrTiO32-25%,CaTiO32-15%,MgNb2O50.5-9%,Bi3NbTiO30.1-2.5%,Gd2O30.1-0.8%,MnCO30.03-1.0%;其中BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgNb2O5、Bi3NbTiO3分別是采用常規(guī)的化學(xué)原料以固相法合成。該介質(zhì)適合于制備單片陶瓷電容器，能減小陶瓷電容器的體積和提高耐壓,能大大降低陶瓷電容器的成本和提高安全性，同時(shí)溫度穩(wěn)定性高,并且在制備和使用過(guò)程中不污染環(huán)境。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及無(wú)機(jī)非金屬材料
，特指ー種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)；它采用常規(guī)的陶瓷電容器介質(zhì)制備方法，利用電容器陶瓷普通化學(xué)原料，制備得到無(wú)鉛、無(wú)鎘的高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)，還能降低電容器陶瓷的燒結(jié)溫度，該介質(zhì)適合于制備單片陶瓷電容器，能大大降低陶瓷電容器的成本，同時(shí)能提高溫度穩(wěn)定性以擴(kuò)大陶瓷電容器的應(yīng)用范圍，并且在制備和使用過(guò)程中不污染環(huán)境。
技術(shù)介紹
彩電、電腦、通迅、航空航天、導(dǎo)彈、航海等領(lǐng)域迫切需要擊穿電壓高、溫度穩(wěn)定性好、可靠性高、小型化、 大容量的陶瓷電容器。一般單片高壓陶瓷電容器介質(zhì)的燒結(jié)溫度為135(Tl430°C，而本專利技術(shù)的陶瓷電容器介質(zhì)燒結(jié)溫度為125(Tl280°C，這樣能大大降低高壓陶瓷電容器的成本，同時(shí)本專利電容器陶瓷介質(zhì)不含鉛和鎘，電容器陶瓷在制備和使用過(guò)程中不污染環(huán)境；另外，本專利技術(shù)的電容器陶瓷的介電常數(shù)較高，這樣會(huì)提高陶瓷電容器的容量并且小型化，符合陶瓷電容器的發(fā)展趨勢(shì)，同樣也會(huì)降低陶瓷電容器的成本。通常用于生產(chǎn)高壓陶瓷電容器的介質(zhì)中含有一定量的鉛，這不僅在生產(chǎn)、使用和廢棄過(guò)程中對(duì)人體和環(huán)境造成危害，而且對(duì)性能穩(wěn)定性也有不良影響。中國(guó)期刊《電子元件與材料》1989年第5期在“高介高壓2B4介質(zhì)陶瓷” 一文中公開(kāi)了ー種高壓陶瓷電容器介質(zhì)材料，該介質(zhì)材料采用97.8wt.%BaTi03+0.8wt.%Bi203+0.7wt.%Nb205+0.5wt.%Ce02+0.2wt.%Mn02的配方，以常規(guī)的エ藝制備試樣，其介電常數(shù)e =2500^2600, tg 6 =0.5-1.4%,直流耐壓強(qiáng)度為7KV/mm。該介質(zhì)雖屬無(wú)鉛介質(zhì)材料，但它存在耐壓性較差，介電常數(shù)太小。配方組成不同于本專利。中國(guó)專利“一種高壓陶瓷電容器介質(zhì)”(專利號(hào)ZL00112050.6)公開(kāi)的電容器陶瓷介質(zhì)雖屬無(wú)鉛介質(zhì)材料，但介電常數(shù)為1860-3300,耐電壓可以達(dá)到10kV/mm以上(直流)，燒結(jié)溫度為1260-1400°C，比本專利高。介電常數(shù)太小，遠(yuǎn)低于本專利，而且配方組成不同于本專利。中國(guó)期刊《江蘇陶瓷》1999年第2期在“BaTiO3系低溫?zé)筛呓閄7R電容器瓷料” 一文中公開(kāi)了ー種BaTiO3中低溫?zé)筛呓闈M足X7R特性的電容器瓷料，該介質(zhì)材料的配方組成為(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)):(BaTi03+Nd203) 89% 92%+Bi203 2Ti027.5 10%+低熔點(diǎn)玻璃料0.8%+50%Mn (NO3)2 (水溶液)0.205%。其中，所用的低熔點(diǎn)玻璃料是硼硅酸鉛低熔點(diǎn)玻璃，介質(zhì)是含鉛的，并且未涉及耐電壓，介電常數(shù)小于3500，遠(yuǎn)小于本專利的介電常數(shù)，介質(zhì)的配方組成也不同于本專利技術(shù)專利。另有專利“一種低損耗高壓陶瓷電容器介質(zhì)”(專利申請(qǐng)?zhí)?201010588021.1)，該專利的介質(zhì)雖然介電損耗低，但是容量溫度特性較差，不符合X7R特性，介電常數(shù)比本專利的低，配方不同于本專利。另有專利“高壓陶瓷電容器介質(zhì)的制造方法”(專利號(hào):91101958.8)，其采用非常規(guī)エ藝制備介質(zhì)，即流延成型膜，然后疊層介質(zhì)體，將多層介質(zhì)體進(jìn)行真空加熱勻壓、沖片、然后進(jìn)行排膠、燒成而得。該專利的缺點(diǎn)是制備エ藝方法復(fù)雜、導(dǎo)致產(chǎn)品制造成本増加，按其介質(zhì)配方制造所得的高壓電容器陶瓷的介電常數(shù)為1800-7200，介電常數(shù)太小，沒(méi)有本專利的介電常數(shù)高。還有專利“ー種陶瓷電容器的電介質(zhì)及其制備方法”(專利申請(qǐng)?zhí)?201010538725.8)，該專利的介質(zhì)雖然介電常數(shù)很高，但容溫特性較差，不符合X7R特性，配方不同于本專利。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供ー種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)。本專利技術(shù)的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的: 高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)配方組成包括(重量百分比):BaTi0355-90%，SrTiO3 2-25%,CaTiO3 2-15%, MgNb2O5 0.5-9%, Bi3NbTiO3 0.1-2.5%, Gd2O30.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；其中BaTi03、SrTi03、CaTiO3、MgNb2O6, Bi3NbTiO3分別是采用常規(guī)的化學(xué)原料以固相法合成。本專利技術(shù)的介質(zhì)中所用的MgNb2O6是采用如下エ藝制備的:將常規(guī)的化學(xué)原料MgO和Nb2O5按1:1摩爾比配料，研磨混合均勻后放入氧化鋁坩堝內(nèi)于1250°C -1280°C保溫120分鐘，固相反應(yīng)合成MgNb2O6，冷卻后研磨過(guò)200目篩，備用。本專利技術(shù)的介質(zhì)中所用的Bi3NbTiO3的制備過(guò)程如下:將常規(guī)的化學(xué)原料Bi203、Nb2O5和TiO2按3/2:1/2:1摩爾比配料，研磨混合均勻后放入氧化鋁坩堝內(nèi)于900°C -960°C保溫120分鐘，固相反應(yīng)合成Bi3NbTiO3,冷卻`后研磨過(guò)200目篩，備用。本專利技術(shù)采用常規(guī)的高壓陶瓷電容器介質(zhì)制備エ藝，即首先采用常規(guī)的化學(xué)原料用固相法分別合成BaTiO3, SrTiO3, CaTiO3, MgNb2O6, Bi3NbTiO3，然后按配方配料，將配合料球磨、粉碎、混合，進(jìn)行烘干后，加入粘合劑造粒，再壓制成生坯片，然后在空氣中進(jìn)行排膠和燒結(jié)，經(jīng)保溫并自然冷卻后，獲得陶瓷電容器介質(zhì)，在介質(zhì)上被電極即成。上述陶瓷介質(zhì)的配方最好采用下列三種方案(重量百分比):BaTi0360-86%, SrTi033-22%, CaTi033_12%, MgNb2O5 0.5-8%, Bi3NbTiO3 0.2-1.7%,Gd 2030.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；BaTi0365 -83%, SrTi033-19%, CaTi034_10%, MgNb2O51-6%, Bi3NbTiO30.2-1.7%, Gd2030.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；BaTi0370-81%, SrTi034-17%, CaTi033_8%, MgNb2O61-5%, Bi3NbTiO30.2-1.7% , Gd2O30.1-0.8%, MnCO30.03-1.0%。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn): 1、本專利的介質(zhì)是燒結(jié)溫度較低(燒結(jié)溫度125(Tl280°C)鈦酸鋇鍶基電容器陶瓷，這樣能大大降低高壓陶瓷電容器的成本，本專利的介質(zhì)組分中不含鉛和鎘，對(duì)環(huán)境無(wú)污染； 2、本介質(zhì)的介電常數(shù)高,為4500以上；耐電壓高，直流耐電壓可達(dá)13kV/mm以上；介質(zhì)損耗小，小于0.5% ;本介質(zhì)的介電常數(shù)較高，能實(shí)現(xiàn)陶瓷電容器的小型化和大容量，同樣能降低成本； 3、本介質(zhì)的電容溫度變化率小，容溫特性符合X7R特性的要求；介質(zhì)損耗小于0.5%,使用過(guò)程中性能穩(wěn)定性好，安全性高；4、主要原料采用陶瓷電容器級(jí)純即可制造出本專利技術(shù)的陶瓷介質(zhì)； 5、本介質(zhì)采用常規(guī)的固相法陶瓷電容器介質(zhì)制備エ藝即可進(jìn)行制備。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)ー步的描述。表I給出本專利技術(shù)的實(shí)施例共9個(gè)試樣的配方。本專利技術(shù)的實(shí)施例共9個(gè)試樣的配方的主要原料采用陶瓷電容器級(jí)純，在制備時(shí)首先采用常規(guī)的化學(xué)原料用固相法分別合成BaTi03、SrTi03、CaTi03、MgNb2O5, Bi3NbTiO3，然后按上述配方配料，將配好的料用蒸餾水或去離子水采用行星球磨機(jī)球磨混合，料:球:水=1:3: (0.6^1.0)(質(zhì)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)，其特征在于：所述高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)介質(zhì)配方組成按照重量百分比計(jì)算：BaTiO355?90%,SrTiO3?2?25%,?CaTiO3?2?15%,?MgNb2O5?0.5?9%,?Bi3NbTiO3?0.1?2.5%,?Gd2O30.1?0.8%,?MnCO30.03?1.0%；其中BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3?、MgNb2O6、Bi3NbTiO3分別是采用常規(guī)的化學(xué)原料以固相法合成。

【技術(shù)特征摘要】
1.ー種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)，其特征在于:所述高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)介質(zhì)配方組成按照重量百分比計(jì)算:BaTi0355-90%，SrTi03 2-25%，CaTiO3 2-15%, MgNb2O50.5-9%, Bi3NbTiO3 0.1-2.5%, Gd2O30.1-0.8%, MnCO30.03-1.0% ；其中 BaTiO3' SrTiO3'CaTiO3、MgNb2O6, Bi3NbTiO3分別是采用常規(guī)的化學(xué)原料以固相法合成。2.如權(quán)利要求1所述的ー種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)，其特征在于:所述高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)介質(zhì)配方組成按照重量百分比計(jì)算:BaT i 0360-86%, SrT i 033_22%，CaTi033-12%, MgNb2O5 0.5-8%, Bi3NbTiO3 0.2-1.7%, Gd 2030.1-0.8%, MnCO30.03-1.0%。3.如權(quán)利要求1所述的ー種高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)，其特征在于:所述高溫度穩(wěn)定陶瓷電容器介質(zhì)介質(zhì)配方組成按照重量百分比計(jì)算:BaT i 036 5-8 3%，Sr T i 033_ 19%，CaTi034-10%, MgNb2O51-6%, Bi3Nb...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高春華，黃新友，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：