[發明專利]一種低損耗高壓陶瓷電容器介質

無效

• 申請號: 201210118772.6
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102627456A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 黃新友;高春華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;H01G4/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及無機非金屬材料技術領域，特指一種低損耗高壓陶瓷電容器介質；它采用常規的陶瓷電容器介質制備方法，利用電容器陶瓷普通化學原料，制備得到無鉛、無鎘的低損耗高壓陶瓷電容器介質，還能降低電容器陶瓷的燒結溫度，該介質適合于制備單片陶瓷電容器和多層片式陶瓷電容器,能大大降低陶瓷電容器的成本，同時能提高耐電壓和降低損耗以擴大陶瓷電容器的應用范圍,而且能大大提高陶瓷電容器的安全性，同時在制備和使用過程中不污染環境。

背景技術

彩電、電腦、通迅、航空航天、導彈、航海等領域迫切需要擊穿電壓高、溫度穩定性好、可靠性高、小型化、大容量的陶瓷電容器；一般低損耗高耐壓的(Ba,Sr)TiO₃單片高壓陶瓷電容器介質的燒結溫度為1400~1420℃，而本發明的陶瓷電容器介質燒結溫度為1330~1350℃，這樣能大大降低低損耗高壓陶瓷電容器的成本，同時本專利電容器陶瓷介質不含鉛和鎘，電容器陶瓷在制備和使用過程中不污染環境；另外，本發明的電容器陶瓷的介質損耗低，溫度穩定性好，符合陶瓷電容器的發展趨勢,?同樣由于燒結溫度低,也會降低陶瓷電容器的成本。

通常用于生產高壓陶瓷電容器的介質中含有一定量的鉛，這不僅在生產、使用和廢棄過程中對人體和環境造成危害，而且對性能穩定性也有不良影響。

中國期刊《電子元件與材料》1989年第5期在“高介高壓2B₄介質陶瓷”一文中公開了一種高壓陶瓷電容器介質材料，該介質材料采用97.8wt.%BaTiO₃+0.8wt.%Bi₂O₃+0.7wt.%Nb₂O₅+0.5wt.%CeO₂+0.2wt.%MnO₂的配方，以常規的工藝制備試樣，其介電常數ε=2500~2600，tgδ=0.5-1.4%,直流耐壓強度為7KV/mm；該介質雖屬無鉛介質材料，但它存在耐壓性較差，介質損耗較大，配方組成不同于本專利。

中國期刊《南京化工大學學報》1999年第4期在“SrTiO₃基高壓陶瓷電容器材料的組成與性能”一文中公開了一種低損耗高耐壓的電容器陶瓷介質，但該介質含有18mol%左右的鈦酸鉛，在制備和使用過程中會對環境和人體有污染。

中國期刊《江蘇陶瓷》1999年第2期在“BaTiO₃系低溫燒成高介X7R電容器瓷料”?一文中公開了一種BaTiO₃中低溫燒成高介滿足X7R特性的電容器瓷料，該介質材料的配方組成為（質量百分數）：（BaTiO₃+Nd₂O₃）89%~92%+Bi₂O₃·2TiO₂7.5~10%+低熔點玻璃料0.8%+50%Mn(NO₃)₂(水溶液)0.205%；其中，所用的低熔點玻璃料是硼硅酸鉛低熔點玻璃，介質是含鉛的，并且未涉及耐電壓,介質損耗太大,遠大于本專利的介質損耗,?介質的配方組成也不同于本發明專利。

中國期刊《華南理工大學學報（自然科學版）》1996年第3期在“中溫燒結BaTiO₃基多相鐵電瓷料X7R特性”一文中探討了BaTiO₃基瓷料中溫燒結機制，分析了中溫燒結BaTiO₃基瓷料的組成及不均勻結構分布對介電常數與溫度特性的影響；所用的BaTiO₃原料是采用化學共沉淀的方法來制備的，這樣會增加陶瓷電容器的成本，而本專利所用的BaTiO₃、SrTiO₃、CaZrO₃分別是采用常規的化學原料以固相法合成，組成不同于本專利，并且未涉及耐電壓和介質損耗。

另有專利“高介高性能中溫燒結片式多層瓷介電容器瓷料”（專利申請號：97117286.2），它是采用固相法合成等價和異價離子同時取代（Sr²⁺,Zr⁴⁺,Sn⁴⁺,Nb⁵⁺）BaTiO₃固溶體，加入適量的硼鉛鋅銅玻璃燒結劑，使瓷料在中溫燒結，其性能為：介電常數大于等于16000，耐壓為700V/mm，該專利雖然介電常數高，但是所報道的材料的耐壓太差，僅為700V/mm，另外其組分含有一定量的鉛。