[發明專利]一種環保高壓陶瓷電容器介質材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710402982.0
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107226697A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 程勁松
• 申請（專利權）人: 合肥尚強電氣科技有限公司
• 主分類號: C04B35/49
• 分類號: C04B35/49;C04B35/622;H01G4/12
• 代理公司: 合肥道正企智知識產權代理有限公司34130
• 代理人: 閆艷艷

技術領域

本發明涉及電容器材料技術領域，具體涉及一種環保高壓陶瓷電容器介質材料及其制備方法。

背景技術

交流高壓陶瓷電容器是指應用于高電壓系統的瓷介質電容器。目前它主要應用于高電壓設備如避雷器、斷路器等的均壓部件、激光器、高壓分壓器和電力傳輸電容器等方面。目前交流高壓陶瓷電容器所使用材料中往往含有大量的鉛、鎘元素，鉛、鎘元素是一種強污染物元素，具有不可降解性，對人體和環境都會造成長期持久的傷害。

另一方面現有的陶瓷電容器介質材料在高壓交流的場合應用時，容易由于發熱而發生擊穿破壞現象，而且對外加電場、溫度、放置時間等的依賴性較大，產品的容量在實際使用狀態下溫度變化率不夠穩定、介質損耗大，同時材料的介電常數較小，不能滿足電子線路小型化的需求，因此研發新的陶瓷介質材料具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種環保高壓陶瓷電容器介質材料，該介質材料不含鉛鎘元素，綠色環保，材料的介電常數和耐壓值都有較大提高，介質損耗較低、受溫度變化影響較小，該介質材料適合于制備單片陶瓷電容器和多層片式陶瓷電容器，同時本發明的制備方法其成本較低、原料易得、且工藝簡明，具有較大的實用價值和良好的應用前景。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明提供了一種環保高壓陶瓷電容器介質材料，包括以下重量份的原料：

鈦酸鋇35-45份、鈦酸鍶15-25份、二氧化鈦5-10份、氧化鋁3-6份、氧化鋅2-4份、納米碳管0.01-0.05份、二氧化鋯5-8份、碳酸鈣4-6份、增強粘土0.3-0.9份、稀土氧化物2-3份、輔助添加劑0.5-2份。

優選地，所述環保高壓陶瓷電容器介質材料包括以下重量份的原料：

鈦酸鋇40份、鈦酸鍶20份、二氧化鈦8份、氧化鋁4.5份、氧化鋅3份、納米碳管0.03份、二氧化鋯6.5份、增強粘土0.6份、稀土氧化物2.5份、輔助添加劑1.3份。

優選地，所述碳酸鈣為輕質碳酸鈣，并在280℃下高溫煅燒10分鐘。

優選地，所述增強粘土為鋁礬土、高嶺土、凹凸棒土中的一種或幾種。

優選地，所述稀土氧化物為氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠中的一種或幾種。

優選地，所述輔助添加劑為萘磺酸鹽、氟硅酸鈉按質量比1:1.5的混合物。

本發明還提供了一種環保高壓陶瓷電容器介質材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，將二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、納米碳管、稀土氧化物、二氧化鋯、適量的水混合加入濕式球磨機，球磨1.5-2.5小時，送入烘干機中烘干得到混合物A；

步驟二，將步驟一制得的混合物A、鈦酸鋇、鈦酸鍶、碳酸鈣、增強粘土、稀土氧化物、輔助添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速300-400r/min下攪拌1-3小時，送入高溫燒結爐中，在惰性氣體保護下，將溫度升至950-980℃下燒結1-3小時，自然冷卻得到燒結混合物B；

步驟三，將步驟二制得的混合料B、適量的水混合加入濕式球磨機中，球磨至直到粒度小于1μm 后，利用噴霧干燥器進行噴霧造粒，再送到成型機在25-35MPa 下壓制成型，將成型坯體再送入高溫燒結爐中，在惰性氣體保護下，將溫度升至1260-1280℃下燒結2-4小時，以8-12℃ /min的降溫速率，將溫度降至800-830℃，保溫1-2小時，自然冷卻，得到發明的環保高壓陶瓷電容器介質材料。

優選地，所述一種環保高壓陶瓷電容器介質材料的制備步驟為：

步驟一，將二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、納米碳管、稀土氧化物、二氧化鋯、適量的水混合加入濕式球磨機，球磨2小時，送入烘干機中烘干得到混合物A；

步驟二，將步驟一制得的混合物A、鈦酸鋇、鈦酸鍶、碳酸鈣、增強粘土、稀土氧化物、輔助添加劑加入高速攪拌機中，在攪拌轉速350r/min下攪拌2小時，送入高溫燒結爐中，在惰性氣體保護下，將溫度升至960℃下燒結2小時，自然冷卻得到燒結混合物B；

步驟三，將步驟二制得的混合料B、適量的水混合加入濕式球磨機中，球磨至直到粒度小于1μm 后，利用噴霧干燥器進行噴霧造粒，再送到成型機在30MPa 下壓制成型，將成型坯體再送入高溫燒結爐中，在惰性氣體保護下，將溫度升至1270℃下燒結3小時時，以10℃ /min的降溫速率，將溫度降至820℃，保溫1.5小時，自然冷卻，得到發明的環保高壓陶瓷電容器介質材料。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：