[發明專利]一種高介電穩定型陶瓷介質材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811157376.8
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN108911722A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 郭雅晶
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: C04B35/16
• 分類號: C04B35/16;C04B35/622
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王瑞玲;翟沖燕

本發明屬陶瓷介質材料技術領域，為解決目前陶瓷材料存在燒結溫度高、介電常數低、損耗偏高及溫區窄等問題，提供一種高介電穩定型陶瓷介質材料及其制備方法，由玻璃粉和xBaSiO₃?Y₂O₃?0.5ZnO按一定比例制成，其中x為4?7；所述玻璃粉為Na₂CO₃、MnO₂、LiF和H₃BO₃按一定比例制成。選擇BaSiO₃?Y₂O₃?0.5ZnO系統，采取添加玻璃粉為助燒劑的方法，使其燒結溫度低于1000℃，介電常數高、介電損耗低，在?55～200℃溫度范圍內的電容溫度系數不超過±15%。

技術領域

本發明屬于陶瓷介質材料技術領域，具體涉及一種高介電穩定型陶瓷介質材料及其制備方法。

背景技術

電容器是一類重要的無源電子器件，是電子、通信及信息產業中所不可或缺的器件，可以起到儲存電荷、隔斷直流、交流濾波、提供調諧及震蕩等。根據構成材質，可分為陶瓷電容、鋁電解電容、鉭電容、塑料薄膜電容等。片式多層陶瓷電容器(MLCC)屬陶瓷電容類，具有體積小、電容量大、價格低廉、穩定性高并適合大量生產等特性，在電子信息產品追求小型化、輕型化的發展趨勢及表面貼裝技術的推動下，發展前景十分廣闊。

近年來，隨著電子信息設備在各行各業的普及和廣泛應用，尤其是在一些特殊行業和極端環境下的應用，對MLCC的介電溫度變化率性能提出了更高的要求。在汽車控制領域中，如發動艙內安裝的發動機電子控制單元(ECU)、防抱死系統(ABS)、空氣/燃料比例控制模塊等，要求MLCC的高溫工作溫度范圍達到150℃左右。同時，在航空電子學、自動電子學、環境檢測學等多領域中，都要求電子系統可以在極端苛刻的條件下正常工作，這就要求MLCC的高溫工作溫度延伸到150℃以上，甚至200℃以上。大容量電容器在高溫段的介電溫度特性已成為高溫環境下電子設備能否正常工作的關鍵因素之一。研究更寬溫度范圍內的溫度穩定型介電材料成為當前的迫切需要。

另外，為了降低商業化產品面世的難度和成本，在保證合適的介電性能前提下，還需要降低MLCC材料的燒結溫度，以便和優良導體的銀、金電極能夠共燒。目前報道較多的瓷材料有BaTiO₃系、BiScO₃系、和Bi_0.5Na_0.5TiO₃系等介質陶瓷材料，但這些陶瓷材料存在燒結溫度高、介電常數低、損耗偏高及溫區窄等問題。

發明內容

本發明為了解決目前陶瓷材料存在燒結溫度高、介電常數低、損耗偏高及溫區窄等問題，提供了一種高介電穩定型陶瓷介質材料及其制備方法，所制備的陶瓷介質材料燒結溫度低（970℃～990℃）、介電常數高、介電損耗低，在-55℃～200℃溫度范圍內的電容溫度系數不超過±15%。

本發明由如下技術方案實現：一種高介電穩定型陶瓷介質材料，由重量百分比為5-13%的玻璃粉和重量百分比為87-95%的xBaSiO₃-Y₂O₃-0.5ZnO組成，其中x為4-7；按所制備的玻璃粉質量為100%計，所述玻璃粉由15-30%的Na₂CO₃、5-20%的MnO₂、10-25%的LiF和25-40%的H₃BO₃組成。

制備所述的一種高介質穩定型陶瓷介質材料的方法步驟如下：