一种低损耗x9r型多层陶瓷电容器用介质材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及功能陶瓷材料技术领域，特别是指低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介 质材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技进步及工业化应用的提高，未来市场中对多层陶瓷电容器（MLCC)应用 范围将不断提高，普遍采用的X7R型MLCC材料将不能满足高于125°C环境溫度的使用。未 来在发动机及地层勘探等高溫领域，MLCC的应用将越来越普遍。目前各国都对高溫型X9R 型（-55-200°C)MLCC的研制和生产都提上了日程，且作为关键的技术材料，禁止技术出口。 目前我国对X9R型MLCC材料多处于研制阶段，所报道的各种X9R型陶瓷介质材料皆有多种 不足。如专利号：201410704138.X，所报道的材料W铁酸领-铁酸祕钢或铁酸领-铁酸祕钟 为主基材，其介电损耗在2%左右。专利号：201410504642. 5,所报道的材料W铁酸领-铁 酸祕钢-五氧化二妮为主基材，其介电损耗在1. 6-1.8%。武汉理工大学的几种X9R专利， 均W祕基化合物与铁酸领的共烙体为主基材料，所设及的材料祕含量过高，在工业化中不 适用于MLCC制备。四川宏明公开的专利（200810046591. 0)，其在低溫-55 °C时TCC变化低 于X9R要求。相对于其他X9R材料，其介电损耗更低，因而所制备的陶瓷电容器，热稳定性 更高，更适合于工业化运用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料及其制备方 法。由于纯铁酸领在高于居里溫度（大约在125°C)介电常数急剧下降，MLCC电容稳定性 差，不适合直接做X9R陶瓷介质材料。本发明通过W下Ξ个主要方面实现高溫稳定X9R陶 瓷介质材料：1)提高铁酸领基陶瓷材料的居里溫度，使之能适应更高的环境溫度；2)扁平 化铁酸领基陶瓷材料的居里峰，使之在工作溫度范围内，介溫稳定性符合X9R特性要求；3) 复合施主和受主渗杂，降低X9R陶瓷介质材料的损耗。
[0004] 本发明采用如下的技术方案： 阳0化]一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料，其原料组分包括：
[0006] 100重量份的[(1-X)BaTiCVxBiy化zTi03]
[0007] 1. 5-2. 5重量份的佩0
[0008] 0. 1-0. 5 重量份的RE2O3
[0009] 0. 05-0. 15 重量份的MnO
[0010] 2-4 重量份的BiB03
[0011] 其中，X= 0. 05-0. 15,y= 0. 4-0.6,Z= 0. 4-0.6,在[(l-x)BaTiO^xBiy化zTi03] 中BaTi〇3和BiyNazTi〇3的摩尔比为（1-X):x; 阳〇1引佩0为含妮的氧化物，具体为佩2〇5、MgNbzOe、化佩2〇6、Ca(Mgi/3,佩2/3)〇3和 Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3中的一种或多种； 阳01引RE为Y、Nd和化的一种或多种； 阳014] MnO为含儘的氧化物，具体为MnC〇3和MnO2中的一种或两种。 阳〇1引进一步的，所述BiyNazTi〇3主要包括Bin.sNan.sTiOs及少量Bin.sNan.JiOs和 Bi〇. 4化〇.eTi〇3。
[0016] 进一步的，所述含妮的氧化物中
[0017] 1邑佩2〇6由MgO和佩2〇5般烧而成； 阳0化]2〇佩2〇6由ZnO和佩2〇5般烧而成；
[0019] Ca(Mgi/3,佩2/3) 03 由CaC〇3、MgO和佩2〇5般烧而成；
[0020] Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3由BaCO3、MgO和佩2〇日般烧而成。
[0021] 进一步的，所述BiB〇3由Bi2〇3和B2〇3般烧而成。
[0022] 一种低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方法，其特征在于：包括如 下步骤： 阳〇2引 （1)按化学式BiyNazTi〇3的要求对TiO2、化2〇)3和Bi2〇3进行配料，般烧制得 BiyNazTi〇3;
[0024] 似按分子式[(l-x)BaTi03-xBiyNazTi03]进行配料、球磨、干燥、粉碎过40目筛 网，在1100-1200°C溫度般烧2-8小时合成共烙化合物[(l-x)BaTi03-xBiy化;Ti03]; 阳0巧]做制备佩0和BiB〇3;
[0026] (4)W100 重量份的[(l-x)BaTi03-xBiyNazTi03]为基材，添加 1. 5-2. 5 重量份的 佩0、0. 1-0. 5重量份的RE203、0. 05-0. 15重量份的MnO和2-4重量份的BiB〇3,用去离子水 作为分散介质、球磨、烘干并造粒；
[0027] 妨将造粒后的粉料压制成圆片生昆，然后在空气气氛中升溫至1080-1200。保 溫烧结2-化，即制得X9R型多层陶瓷电容器用介质材料。
[0028] 进一步的，所述步骤（3)中佩0为含妮的氧化物，具体为Nb205、MgNb206、化佩2〇6、 Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3和Ba(Mg1/3,佩2/3) 〇3 中的一种或多种；
[0029] 其中，MgNbzOe的制备方法：将佩2〇5和MgOW去离子水为介质球磨混合、干燥、破碎 过40目筛网，在700-900°C溫度般烧2-6小时合成MgNbzOe;
[0030] 化佩2〇6的制备方法：将Nb2〇5与ZnoW去离子水为介质球磨混合，干燥，破碎过40 目筛网，在700-900°C溫度般烧2-6小时合成化佩2〇e; 阳03U化(Mgi/3,佩2/3)〇3的制备方法：将化C〇3、MgO与佩2〇5^去离子水为介质球磨混合、 干燥、破碎过40目筛网，在1150-120(TC溫度般烧2-6小时合成化(Mgi/3,佩2/3)〇3; 阳03引Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3的制备方法：将BaCO3、MgO与佩2〇5W去离子水为介质球磨混合、 干燥、破碎过40目筛网，在1150-120(TC溫度般烧2-6小时合成Ba(Mgi/3,佩2/3)〇3。
[0033] 进一步的，所述BiB〇3的制备方法：将Bi2〇3与B2〇3^酒精为介质球磨混合、干燥、 破碎过40目筛网，在350-400°C溫度般烧1-2小时合成BiB〇3。
[0034] 进一步的，所述Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3的制备方法中采用2-5mm的氧化错球作磨介，研 磨6-15h，烘干后过80目筛，加入3-7%石蜡做粘结剂共同烘赔造粒，再次过80目筛。
[0035] 进一步的，所述步骤（5)中造粒后的粉料在5-lOMPa下压制成圆片生巧，然后在空 气气氛中用3-化升溫至1080-1200°C，保溫烧结2-化，即制得X9R型多层陶瓷电容器用介 质材料。
[0036] 本发明具有如下有益效果：
[0037]W铁酸领为基础，添加适量铁酸祕钢形成共烙化合物，有效将铁酸领的居里峰移 至160-170°C;含妮氧化物的添加主要能够将居里峰压低，同时又能适当降低损耗；适当添 加BiB〇3作助烧剂，有利于提高介质瓷体的致密度，降低损耗；适量添加稀±元素灯、化I、 Er)在铁酸领基介电陶瓷材料中既可W作为施主也可W作为受主进行渗杂改性，提高材料 系统的绝缘电阻率、抗老化性能和抗还原性能；适当添加儘的氧化物，能够在烧结过程中有 效阻止Ti4+的还原，在降低介质损耗中起决定作用。
【附图说明】
[0038] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0039] 图1为样品容溫变化测试曲线。
【具体实施方式】
[0040] W下将结合具体实施例对本发明做进一步详细描述： 柳41] 实施例1
[0042] 低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方法，包括W43] (1)称取 52. 26g的Bi2〇3、ll. 89g的胞2〇)3和 35. 85g的TiO2,混合球磨、过筛， 于800°C溫度般烧4小时合成铁酸祕钢，该铁酸祕钢的主要成分为Bie.sNae.sTiOs，含少量的Bi。.eNa。.Ji〇3和Bi。. 4Na。.eTi〇3,其他实施例中的铁酸祕钢均为如此。 W44] 似称取95. 44g的铁酸领和4. 56g的铁酸祕钢，球磨混合、干燥，破碎过40目筛 网，于1200°C溫度般烧3小时合成共烙化合物； 柳例 做称取247. 59g的CaC〇3、33. 23g的MgO及219. 18g的佩2〇5,球磨混合、干燥，破 碎过40目筛网，在1280°C溫度般烧3小时合成Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3;
[0046] (4)称取118. 54g的Bi2〇3、31. 46g的H3BO3,W酒精为介质球磨混合、干燥，破碎过 40目筛网，在400°C溫度般烧4小时合成BiB〇3;
[0047]妨称取 46. 86g的共烙化合物，2. 886g的Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3、〇. 〇78g的La2〇3、 0. 176g的Mn〇2、1. 25g的BiB〇3进行配料，采用2mm错球研磨6h，烘干过80目标准筛，添加 7%石蜡共炒造粒，然后再次过80目标准筛。将造粒后的粉料在8-lOMPa下压制成圆片生 巧，在500°C排有机物比，然后在空气气氛中用化升溫至1100-114(TC，烧结化，即制得陶 瓷电容器介质。在烧制后的圆片上刷银，在640°C烧20min，制得银电极，测试各项电性能。 引实施例2
[0049]低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方法，包括 阳化0] (1)称取52. 26g的Bi2〇3、11. 89g的胞2〇)3和35. 85g的TiO2,混合球磨、过筛，于 900°C溫度般烧2小时合成铁酸祕钢。
[0051] (2)称取86. 18g的铁酸领和13. 82g的铁酸祕钢，球磨混合、干燥，破碎过40目筛 网，于114(TC溫度般烧4小时合成共烙化合物； 阳05引做称取19. 75g的MgO及130. 25g的佩2〇5,球磨混合、干燥，破碎过40目筛网，在 800°C溫度般烧3小时合成MgNbzOe; 阳05引（4)称取118. 54g的Bi2〇3、31. 46g的H3BO3,W酒精为介质球磨混合、干燥，破碎过 40目筛网，在400°C溫度般烧4小时合成BiB〇3;
[0054]妨称取 47. 84g的共烙化合物、1. 901g的MgNb2〇6、〇. 〇93g的化203、0. 251g的MnC〇3、1.Og的BiB〇3,进行配料。采用2mm锭安定错球研磨化，烘干过80目标准筛，添加 6-7%石蜡共炒造粒，然后再次过80目标准筛。将造粒后的粉料在8-lOMPa下压制成圆片生 巧，在500°C排有机物比，然后在空气气氛中用化升溫至1100-1140°C，烧结化，即制得陶 瓷电容器介质。在烧制后的圆片上刷银，在640°C烧20min，制得银电极，测试各项电性能。 阳〇5引实施例3
[0056] 低损耗X9R型多层陶瓷电容器用介质材料的制备方