[發明專利]一種溫度穩定型高頻介電常數材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310681644.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103755343A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 吳勇軍;劉舒斐;陳湘明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及電容器等元器件用的介電材料，尤其涉及一種溫度穩定型高頻介電常數材料及其制備方法。

背景技術

介電材料在電力與電子工程技術中有著非常廣泛的應用。

電容器是電子、電力工業中一種常用的電子、電器元器件，它的用途十分廣泛，電容器是儲存從電路中得到的電荷的器件，它可以使信號的波動趨于平滑，積蓄電荷使電路的其余部分免遭破壞，儲存的電荷供以后分配、使用，甚至還可以改變電信號的頻率，電容器的設計原則是使電荷儲存在兩個導體之間的介電材料中。

電子與電力設備的快速發展對電容器等元器件的溫度穩定性提出了更高的要求。在電容器結構和工藝條件確定的情況下，電容器的溫度穩定性主要由介電材料的介電常數溫度系數決定。因此，提高介電材料的溫度穩定性是制備溫度穩定型電容器的關鍵。

高頻介電材料是用于制造I類陶瓷電容器的材料，對用于溫度穩定性高頻電容器的高頻介電材料，通常要求其介電常數溫度系數小于±30ppm/℃。

此外，在美國專利US-005403797A公開了一種陶瓷材料，陶瓷材料的基本組成是BaTiO₃-Y₂O₃-MgO-V₂O₅。該材料基本滿足I類陶瓷電容器的性能要求，但是燒結溫度過高（＞1350℃），導致生產成本較高。另外，該專利中，陶瓷材料的介電溫度系數較大，在-55～25℃時接近1.8x10³ppm/℃。

因此，有必要提供一種新的高頻介電材料，來克服現有技術中存在的上述缺陷。

發明內容

本發明提供了一種溫度穩定型高頻介電常數材料，該溫度穩定型高頻介電材料在1MHz～10MHz下的介電常數為150～160，在-60～30℃的溫度范圍內具有近零的介電常數溫度系數，溫度穩定性好。

一種溫度穩定型高頻介電常數材料，化學表達式為Ba₄Nd₂Fe₂(Nb_0.9Ta_0.1)₈O₃₀。

本發明還提供了所述的溫度穩定型高頻介電常數材料的制備方法，包括：

（1）將原料BaCO₃、Nd₂O₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅和Ta₂O₅按化學式Ba₄Nd₂Fe₂(Nb_0.9Ta_0.1)₈O₃₀稱量配料；

（2）將原料混合后研磨，研磨結束后烘干、過篩，制得陶瓷粉料；

（3）將所述的陶瓷粉料于1000～1300℃煅燒2～6小時后，依次對陶瓷粉料進行研磨、烘干、過篩；

（4）將步驟（3）制得的粉料壓制成胚體，于1200～1300℃空氣氣氛中燒結2～6小時，制得所述溫度穩定型高頻介電常數材料。

顆粒愈細，能夠增大比表面積，增加表面能，有利傳質，促進燒結，研磨時可采用球磨。步驟（2）中，原料研磨時，可控制粒徑為1μm～125μm。步驟（3）中，陶瓷粉料研磨后，控制粒徑為10μm～125μm，優選為75μm～125μm。

煅燒的目的是使原料發生固相反應：

4BaCO₃+Nd₂O₃+Fe₂O₃+3.6Nb₂O₅+0.4Ta₂O₅=Ba₄Nd₂Fe₂(Nb_0.9Ta_0.1)₈O₃₀+4CO₂↑