[發明專利]一種正溫度系數陶瓷介質材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910483934.8
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110066172B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 郭雅晶;薛乃濤;毛麗君
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12;C04B35/48;C04B35/622;H01G4/30
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本發明屬陶瓷介質材料技術領域，為解決目前陶瓷介質材料的電容溫度系數在?55℃～150℃范圍內有正有負，不斷變化的問題，提供一種正溫度系數陶瓷介質材料及其制備方法，由質量百分比為80?90％的Na_0.2Bi_0.6ZrO₃和10?20％的Yb₂O₃組成。具備介電常數高、介電損耗低、正溫度系數的特征。Na_0.2Bi_0.6ZrO₃材料具有鈣鈦礦結構，它在?55℃～150℃范圍內沒有居里峰，摻入Yb₂O₃能夠使Na⁺和Bi³⁺穩定固溶，使其在?55℃～150℃范圍內具有正電容溫度系數。

技術領域

本發明屬于陶瓷介質材料技術領域，具體涉及一種正溫度系數陶瓷介質材料及其制備方法。

背景技術

片式多層陶瓷電容器(MLCC)是三大無源電子元器件之一，它與片式電感器、片式電阻器構成了電子信息產業中不可或缺的基礎被動元件。MLCC具有結構緊湊、比容高、體積小、損耗低、價格低廉等優點，除大量應用在移動通信、廣播電視、家用電器、家用計算機、醫療設備、測量儀器等民用電子設備中外，在航空航天、軍用移動通訊、坦克電子、軍事信號監控和武器彈頭控制等軍用電子設備以及石油勘探等行業中都具有廣泛應用。

近年來，超高溫環境下電子元器件及相關材料的制造及檢測技術正隨著電子學的發展而快速發展。在汽車控制領域里，發動機艙內安裝的防抱死系統(ABS)、發動機電子控制單元(ECU)、曲柄角傳感模塊、空氣/燃料比控制模塊、燃料噴射程序控制(PGMFI)模塊等，都要求MLCC在高溫下的工作溫度范圍達到150℃附近。同時航空電子學、環境檢測學、自動電子學等很多領域都要求電子系統在極其苛刻的環境下能夠工作。電子系統應用在各種惡劣環境中。電子元件的可靠性決定了電子系統總體的可靠性，因此對MLCC可靠性的要求也越來越高。

雖然目前報道的陶瓷介質材料種類繁多，但這些陶瓷材料的電容溫度系數在-55℃～150℃范圍內有正有負，不斷變化。本發明提供一種正電容溫度系數高介電材料，它可以作為溫度補償材料和功能器件材料使用，它的發明有助于豐富此類產品的需求。另外，由于電容器在使用過程中在電壓的作用下，產生功率損耗并引起發熱使電容器溫度升高，此種溫升決定于外加交流電壓，頻率的高低電容量及損耗的大小，同時也受散熱系數和散熱面積的影響。此種溫升導致實際電容量降低或升高。研制正溫度系數陶瓷介質材料也是為了防止電容器在使用過程中由于溫升或其他因素造成的電容量降低，從而提高可靠性，具有重要的意義。

發明內容

本發明為了解決目前陶瓷介質材料的電容溫度系數在-55℃～150℃范圍內有正有負，不斷變化的問題，提供了一種正溫度系數陶瓷介質材料及其制備方法，該陶瓷介質材料的介電常數高、介電損耗低、同時具有正電容溫度系數。

本發明由如下技術方案實現的：一種正溫度系數陶瓷介質材料，由質量百分比為80-90％的Na_0.2Bi_0.6ZrO₃和10-20％的Yb₂O₃組成。

制備所述的一種正溫度系數陶瓷介質材料的方法，步驟如下：

(1)將原料Na₂CO₃、Bi₂O₃和ZrO₂按通式Na_0.2Bi_0.6ZrO₃，進行配料球磨，在3.3kw的普通烘箱中于100℃干燥4-5小時，過120-250孔/cm²分樣篩，升溫至800℃，保溫2-4小時，制得熔塊A；

(2)按照質量百分比將10-20％的Yb₂O₃和80-90％的熔塊A進行二次配料，獲得配料B；