[發(fā)明專利]一種Z7R型多層陶瓷電容器介質(zhì)材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510522600.9
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105036735A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蒲永平;王亞茹;張盼盼
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/626;C04B41/88;H01G4/12;H01G4/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多層陶瓷電容器介質(zhì)材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種Z7R型多層陶瓷電容器介質(zhì)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)和電子科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對電子設(shè)備提出更高的使用要求，例如輕型化，片式化以及小型化，多層陶瓷電容器(MLCC)正因這些原因應(yīng)運而生。目前，我們常用的制備多層陶瓷電容器的介質(zhì)材料是BaTiO₃基陶瓷。鈦酸鋇在室溫下的介電常數(shù)可達到1500～3000，同時在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，因此很適合用于介電材料。然而，BaTiO₃的居里溫度約為120℃，高于居里溫度時介電常數(shù)急劇下降，介電損耗大，影響到陶瓷電容器的溫度穩(wěn)定性，因此，必須對鈦酸鋇進行摻雜改性。經(jīng)過適當(dāng)?shù)膿诫s改性后的鈦酸鋇基陶瓷材料具有高介電常數(shù)，低損耗和熱膨脹系數(shù)小的特點。

近年來，多層陶瓷電容器已經(jīng)開始逐步進入汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域，諸如發(fā)動機控制單元(ECU)、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、燃油噴射程控模塊(PGMFI)等，使用溫度可達+150℃，要滿足這樣的使用環(huán)境，需要耐受多次高溫運行以及大量熱沖擊。然而，鈦酸鋇基材料的電容-溫度特性具有一定的局限性，當(dāng)溫度超過120℃時，其容溫變化率(△C/C_20℃)超過15％，無法提供穩(wěn)定的介電性能。具有EIA(ElectronicIndustriesAssociation，美國電子工業(yè)協(xié)會)X7R特性(-55℃～+125℃，△C/C_20℃≤±15％，其中△C是以20℃時的電容量C_20℃為基準(zhǔn)的其他溫度點的電容量C變化△C＝C-C_20℃)的MLCC難以滿足上述的高溫條件下的工作要求。因此，開發(fā)研制到EIAZ7R標(biāo)準(zhǔn)(10℃～+125℃，△C/C_20℃≤±15％)MLCC受到了普遍的關(guān)注。

雖然，BaTiO₃基無鉛Z7R型陶瓷電容器介質(zhì)材料已經(jīng)得到廣泛關(guān)注，但是，將BiYO₃摻雜BaTiO₃得到溫度穩(wěn)定的Z7R型陶瓷電容器介質(zhì)材料還鮮有報道。鑒于此，實有必要提供一種可以解決上述問題的BaTiO₃基環(huán)保Z7R型陶瓷電容器材料及制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種Z7R型多層陶瓷電容器介質(zhì)材料及其制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，通過本發(fā)明方法制得的Z7R型陶瓷電容器材料，不但制備工藝簡單，材料成本低，而且具有較高的介電常數(shù)、低的介電損耗、體電阻率大、良好溫度穩(wěn)定性，有可能成為替代鉛基陶瓷材料成為多層陶瓷電容器在技術(shù)和經(jīng)濟上兼優(yōu)的重要候選材料。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種Z7R型多層陶瓷電容器介質(zhì)材料，其制備材料包括BaTiO₃+xmol％BiYO₃，其中x＝4～10，xmol％表示摩爾百分比。

一種Z7R型多層陶瓷電容器介質(zhì)材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：按照摩爾比1:1稱取BaCO₃和TiO₂混合形成混合物A，將混合物A進行球磨、烘干、壓塊后，于1120～1150℃保溫2～3小時，形成純相的BaTiO₃粉體，備用；

步驟二：按照摩爾比1:1稱取Bi₂O₃和Y₂O₃混合形成混合物B，將混合物B進行球磨、烘干、壓塊后，于920～940℃保溫2～3小時，形成純相的BiYO₃粉體，備用；

步驟三：將步驟一得到的BaTiO₃粉體和步驟二得到的BiYO₃粉體按照BaTiO₃+xmol％BiYO₃混合后形成混合物C，其中x＝4～10，x為摩爾百分比，將混合物C與鋯球石及去離子水，按照質(zhì)量比為1:1:1混合后依次進行球磨、烘干、造粒、過篩，形成造粒料；

步驟四：將步驟三所得造粒料在110～120MPa的壓強下制成試樣，然后進行一次燒結(jié)；

步驟五：打磨、清洗步驟四中一次燒結(jié)好的試樣后，在試樣正反兩面均勻涂覆銀電極漿料，進行二次燒結(jié)，得到Z7R型多層陶瓷電容器介質(zhì)材料。