[發(fā)明專利]一種超高壓陶瓷電容器介質(zhì)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310303560.X
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103408301A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃新友;高春華;李軍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特指一種超高壓陶瓷電容器介質(zhì)及其制備方法；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，制備得到無鉛、無鎘的超高壓陶瓷電容器介質(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,同時能提高耐電壓以擴(kuò)大陶瓷電容器的應(yīng)用范圍，并且在制備和使用過程中不污染環(huán)境。

背景技術(shù)

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1300~1430℃，而本發(fā)明的陶瓷電容器介質(zhì)燒結(jié)溫度為1250~1270℃，這樣能大大降低高壓陶瓷電容器的成本，同時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程中不污染環(huán)境；另外，本發(fā)明的電容器陶瓷的介電常數(shù)高，這樣會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,?同樣也會降低陶瓷電容器的成本，耐電壓的提高有利于擴(kuò)大陶瓷電容器的使用范圍和安全性。

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)、使用和廢棄過程中對人體和環(huán)境造成危害，而且對性能穩(wěn)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(zhì)陶瓷”一文中公開了一種高壓陶瓷電容器介質(zhì)材料，該介質(zhì)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(guī)的工藝制備試樣，其介電常數(shù)ε=2500~2600，tgδ=0.5-1.4%,直流耐壓強(qiáng)度為7KV/mm；該介質(zhì)雖屬無鉛介質(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。

中國專利“一種高壓陶瓷電容器介質(zhì)”（專利號ZL00112050.6）公開的電容器陶瓷介質(zhì)雖屬無鉛介質(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℃，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”?一文中公開了一種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)）：（BaTiO₃+Nd₂O₃）89%~92%+Bi₂O₃·2TiO₂7.5~10%+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發(fā)明專利。

中國期刊《華南理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》1996年第3期在“中溫?zé)Y(jié)BaTiO₃基多相鐵電瓷料X7R特性”一文中探討了BaTiO₃基瓷料中溫?zé)Y(jié)機(jī)制，分析了中溫?zé)Y(jié)BaTiO₃基瓷料的組成及不均勻結(jié)構(gòu)分布對介電常數(shù)與溫度特性的影響；所用的BaTiO₃原料是采用化學(xué)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(guī)的化學(xué)原料以固相法合成，組成不同于本專利，組分中含有一定量的鉛，并且未涉及耐電壓。

另有專利“高介高性能中溫?zé)Y(jié)片式多層瓷介電容器瓷料”（專利申請?zhí)枺?7117286.2），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(jié)劑，使瓷料在中溫?zé)Y(jié)，其性能為：介電常數(shù)大于等于16000，耐壓為700V/mm；該專利雖然介電常數(shù)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。