[發(fā)明專利]一種高溫穩(wěn)定無鉛電容器陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法無效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201310179501.6 | 申請(qǐng)日： | 2013-05-15 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN103265283A | 公開（公告）日： | 2013-08-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 郝華;舒鑫;劉韓星;張成江;孫玥;黃雪琛;曹明賀;堯中華;余志勇 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 武漢理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C04B35/468 | 分類號(hào)： | C04B35/468;C04B35/622 |
| 代理公司： | 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102 | 代理人： | 唐萬榮 |
| 地址： | 430070 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高溫 穩(wěn)定 電容器 陶瓷 介質(zhì) 材料 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高溫穩(wěn)定無鉛電容器陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，主要應(yīng)用于多層陶瓷電容器等電子元器件領(lǐng)域作為其介質(zhì)材料。
背景技術(shù)
電容器是一類重要的無源電子元器件，是電子、通信及信息產(chǎn)業(yè)中不可或缺的元器件，可以起到儲(chǔ)存電荷、隔斷直流、交流濾波、提供調(diào)諧及震蕩等。片式多層陶瓷電容器(MLCC)屬瓷類電容器，具有體積小、電容量大、價(jià)格低廉、穩(wěn)定性高并適合大量生產(chǎn)等特性。隨著MLCC的飛速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，對(duì)MLCC用介質(zhì)材料的研究在高耐壓強(qiáng)度、高介電常數(shù)、低損耗、高儲(chǔ)能的基礎(chǔ)上又提出了新的要求，即希望其在更高溫度下具有穩(wěn)定的介電性能，以便在高溫工作環(huán)境下發(fā)揮其性能。在汽車控制領(lǐng)域中，如發(fā)動(dòng)艙內(nèi)安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)、防抱死系統(tǒng)(ABS)、空氣/燃料比例控制模塊等，要求MLCC的高溫工作溫度范圍達(dá)到150℃。同時(shí)，在航空電子學(xué)、自動(dòng)電子學(xué)、環(huán)境檢測(cè)學(xué)等多領(lǐng)域中，都要求電子系統(tǒng)可以在極端苛刻的條件下正常工作，這就要求MLCC的高溫工作溫度能延伸到200℃，甚至200℃以上。大容量電容器在高溫段的介電溫度特性已成為高溫環(huán)境下電子設(shè)備能否正常工作的關(guān)鍵因素之一，因而研究更寬溫度范圍內(nèi)的溫度穩(wěn)定型介電材料已經(jīng)成為當(dāng)前的迫切需要。
BaTiO3-BiMeO3體系具有很強(qiáng)的弛豫彌散及介溫特性，特別是高溫段的溫度穩(wěn)定性很好，有望滿足工作溫度在200℃及以上的要求。xBi(Zn1/2Ti1/2)O3-(1-x)BaTiO3體系介溫譜在100~200℃具有明顯的平臺(tái)，具有穩(wěn)定的電容溫度系數(shù)，在200℃及以上溫度范圍具有較低的介電損耗。雖然其低溫段電容溫度系數(shù)變化較大，同時(shí)介電損耗較大，但通過摻雜改性可以改善其低溫段的介電溫度穩(wěn)定性，有望用于高工作溫度的MLCC介質(zhì)材料。
專利號(hào)為201010137504.X的發(fā)明專利公開了一種新型無鉛X8R型電容器陶瓷材料及其制備方法，主要著重于xBi(Mg1/2Ti1/2)O3-(1-x)BaTiO3體系，其性能符合X8R(-55℃~156℃)要求，但是高溫端不能達(dá)到200℃的要求；專利號(hào)為202010154577.X的發(fā)明專利公開了一種陶瓷電容器材料，其溫度范圍（-55~200）符合溫度穩(wěn)定性要求，但組分復(fù)雜，所用原料中包含氧化鈧，價(jià)格昂貴（2.6~3萬元/公斤）。
同時(shí)保持高的介電常數(shù)以及溫度穩(wěn)定性是寬溫度電介質(zhì)的技術(shù)難點(diǎn)。本專利意在實(shí)現(xiàn)低成本、高性能介電材料的制備與開發(fā)，拓寬工作溫度范圍，在-55℃～200℃溫度范圍介電性能符合溫度穩(wěn)定性要求，并保持適中的介電常數(shù)，原料成本低，易于得到。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種高溫穩(wěn)定無鉛電容器陶瓷介質(zhì)材料及其制備方法，該電容器陶瓷具有高溫穩(wěn)定性好、成本低、性能優(yōu)良的特點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種高溫穩(wěn)定無鉛電容器陶瓷介質(zhì)材料，化學(xué)組成包含基質(zhì)成分和摻雜成分，基質(zhì)成分為xBi(Zn1/2Ti1/2)O3-(1-x)BaTiO3，x=0.10~0.35，摻雜成分為Nb2O5，摻雜成分的質(zhì)量為基質(zhì)成分質(zhì)量的0.5%～3%。
上述高溫穩(wěn)定無鉛電容器陶瓷介質(zhì)材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）根據(jù)表達(dá)式xBi(Zn1/2Ti1/2)O3-(1-x)BaTiO3，x=0.10~0.35，按照表達(dá)式中金屬原子的化學(xué)計(jì)量比選取BaCO3或BaTiO3、ZnO、Bi2O3和TiO2作為基質(zhì)原料，并稱取Nb2O5作為摻雜原料，摻雜原料的量為基質(zhì)原料總質(zhì)量的0.5%~3%，備用；
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