[發明專利]一種抗階梯電壓的高介電陶瓷介質材料、陶瓷電容器及其制備方法

在審

• 申請號: 202210463934.3
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114899008A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張軍志;羅超;楊和成;羅昌宸
• 申請（專利權）人: 廈門松元電子股份有限公司
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

本發明提供一種抗階梯電壓的高介電陶瓷介質材料及其制備方法，涉及陶瓷介質技術領域。該陶瓷介質材料包括主晶相材料、輔助材料和改性添加物，主晶相材料A為經過Mn摻雜的BaSn_xTi_1?xO₃，0x0.1，輔助材料B為Sr_0.98?yCa_yBi_0.02TiO₃，0y0.4，將A與B按一定比例混合，然后再輔以Zr、Mg、Si、Zn、La、Sm、Ce、Y、Nb、Cu等三種或以上的氧化物做為改性添加物對陶瓷介質材料進行改性。獲得的陶瓷介質材料的制成一定尺寸規格的坯片，在空氣氣氛中經1300℃～1380℃的溫度范圍內燒結，并金屬化后，可獲得介電常數介于3000～4500之間連續可調，介質損耗≤1.2％的陶瓷電容器，其耐交流電壓值≥5kV/mm，符合Y5P特性的產品，其失效電壓≥7.0kV。該陶瓷介質材料分散度及均勻性好，性能優良。

技術領域

本發明涉及陶瓷介質領域，且特別涉及一種抗階梯電壓的高介電陶瓷介質材料、陶瓷電容器及其制備方法。

背景技術

電容器廣泛應用于電力系統、激光電源、磁帶錄像機、彩電等電子電路中，其主要功能為旁路、去藕、濾波和儲能。隨著電子工業的高速發展，及對電容器使用環境要求的提升，社會對高可靠性的電容器需求迫切，其特性需求主要體現在擊穿電壓高、損耗小，能抗多次不同電壓擊穿。

發明內容

發明人研究發現，BaSn_xTi_1-xO₃(BST)陶瓷為具有彌散性相變現象的一種晶粒細小而均勻的鐵電陶瓷，這種細晶結構在介電性能上的優勢是具有較高的耐電強度。由于Ti⁴⁺的存在，BaSn_xTi_1-xO₃在合成過程中對氧氣氛要求較高，經MnO₂摻雜后的BaSn_xTi_1-xO₃可有效的抵御預燒過程中爐膛在高溫環境下缺氧帶來的Ti⁴⁺變價，有效的保證了BaSn_xTi_1-xO₃原始的耐電強度。SrCaTiO₃是一種典型的鈣鈦礦型結構材料，加入到BTS體系中具有移峰劑的作用，可使BST居里峰往低溫移動，當采用部分Bi³⁺摻雜后的Sr_0.98-yCa_yBi_0.02TiO₃(SCBT)，由于Bi³⁺的不等位替代，可以抑制Sr²⁺的空位增加，避免晶格松弛，有效的保證了耐電強度。

為了得到一種抗階梯電壓高、損耗小的陶瓷介質材料，發明人陶瓷介質材料以BaSn_xTi_1-xO₃為主晶相材料，以Sr_0.98-yCa_yBi_0.02TiO₃為輔助材料，并輔以一定的改性添加物，以獲得于一種抗階梯電壓的高介電陶瓷介質材料。

本發明的另一目的在于提供一種抗階梯電壓的高介電陶瓷介質材料的制備方法，制備方法簡單、易操作，適用于工業化大規模生產。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提出一種抗階梯電壓的高介電陶瓷介質材料，其包括主晶相材料、輔助材料和改性添加物，所述主晶相材料為經過Mn摻雜的BaSn_xTi_1-xO₃，0x0.1，所述輔助材料為Sr_0.98-yCa_yBi_0.02TiO₃，0y0.4，所述主晶相材料和所述輔助材料的質量比為100:(1～3)。