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[發明專利]X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料及其制備方法在審

專利信息
申請號: 201710358505.9 申請日: 2017-05-19
公開(公告)號: CN107226696A 公開(公告)日: 2017-10-03
發明(設計)人: 孫華君;胡偉;高文秋;董海泉;尹長霞;廖園富 申請(專利權)人: 淄博高新技術產業開發區先進陶瓷研究院;山東唯破立電子科技有限公司
主分類號: C04B35/49 分類號: C04B35/49;C04B35/626;C04B35/488
代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司37212 代理人: 襲娜,耿霞
地址: 255086 山東省淄博市柳泉*** 國省代碼: 山東;37
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摘要:
搜索關鍵詞: x7r batio3 電容器 陶瓷材料 及其 制備 方法
【說明書】:

技術領域

發明屬于電子信息技術領域,具體涉及一種X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隨著信息技術的迅猛發展,整機產業制備如以平板顯示、手機以及汽車等為代表的新型電子產品的不斷涌現,使其對電容器的性能要求更加嚴格。片式多層陶瓷電容器(Multilayer Ceramic Capacitor,MLCC)具有體積小、比容量大、抗濕性好、等效串聯電阻小、高可靠和耐高溫等優點,從而成為目前使用量最大、發展速度最快的片式元器件之一。X7R型MLCC是指電容器在測試頻率1KHz、測試電壓1V下,滿足-55~125℃區間內容溫變化率≤15%,介電損耗≤2.0%。主要分為三大類:(a)鉛系弛豫類鐵電材料;(b)BaTiO3系材料;(c)鉛系和BaTiO3系復合材料。由于鉛存在嚴重的環境污染問題,使得BaTiO3基電容器陶瓷材料受到了廣泛的關注并具有廣闊的應用前景。

BaTiO3在室溫下具有較低的介電常數,主要通過添加Nb、Ta、Co、Zn、Sm、Mn、Mg、Dy、Yb等元素來改性BaTiO3基陶瓷材料,其燒結溫度一般較高(>1300℃)。為了降低燒結溫度,通常用低溫玻璃、二氧化硅和氧化硼等作為燒結助劑,其中低溫玻璃的制備工藝復雜且周期較長,而且會造成材料的介電損耗變大。目前X7R型MLCC材料的制備方法存在制備工藝復雜、介電常數較低和損耗偏大的問題。

發明內容

針對現有技術的不足,本發明的目的是提供一種X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料,在-55℃~125℃范圍內滿足容溫變化率≤15%,具有較高的介電常數、低的介電損耗且環境友好、燒結范圍寬、性能重復性好,本發明還提供其制備方法,工藝簡單,成本低,易于工業化生產。

本發明所述的X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料,包括以下質量份數的原料:

本發明所述的X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料的制備方法,包括以下步驟:

(1)將BaTiO3粉體、CaZrO3粉體與Ta2O5、Nb2O5、MnCO3、MgO混合,與去離子水混合球磨后烘干,得到陶瓷粉末;

(2)在陶瓷粉末中加入粘結劑,造粒、過篩、壓片、排膠,隨后燒結、保溫,得到陶瓷樣品,拋光后制得X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料。

其中:

BaTiO3粉體的制備方法為:將BaCO3和TiO2按照BaTiO3的化學計量比1:1配料,與去離子水混合球磨后烘干,然后升溫至1100~1150℃煅燒3~5小時,隨爐冷卻,制得BaTiO3粉體。BaTiO3粉體的制備方法中的升溫速率為2~5℃/分鐘。

CaZrO3粉體的制備方法為:將CaCO3和ZrO2按照CaZrO3的化學計量比1:1配料,與去離子水混合球磨后烘干,然后升溫至1400~1450℃煅燒3~5小時,隨爐冷卻,制得CaZrO3粉體。CaZrO3粉體的制備方法中的升溫速率為2~5℃/分鐘。

通過采用上述方法制備的BaTiO3粉體、CaZrO3粉體,在高溫段的溫度穩定性更好。

球磨時間為4~12小時。

粘結劑添加質量為陶瓷粉末的4%~7%。

粘結劑為PVA粘結劑,濃度為3~5wt%。

步驟(2)中過篩后的粒徑≤150μm。

步驟(2)中的燒結為升溫至1200~1280℃燒結;保溫為保溫2~4小時。

步驟(2)中的排膠溫度為600~700℃,升溫速率為1~2℃/分鐘,保溫時間2小時。

制備得到的X7R型BaTiO3基電容器陶瓷材料可以制備銀電極,用小毛刷在陶瓷的上下表面涂銀漿,在烘箱中100℃下烘干,最后在馬弗爐中500℃燒結30分鐘,制得產品。

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