一种BaO-TiO₂系无铅Y5U电容器介质瓷料及其制备方法

专利名称：一种BaO-TiO₂系无铅Y5U电容器介质瓷料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料及其制备方法。
背景技术：
Y5U电容器介质瓷料在本世纪初规模生产应用中还是以SrTi03、PbTi03系介质材料为主，er=6500±500，BDV(AC)彡3. Okv/mm，随着欧盟Rohs指令的逐步实施，此含Pb 系产品已无法适应市场要求，BaTi03基系列产品逐步发展成熟，实现了 Y5U电容器介质瓷料的无Pb化。随着产品向低成本化方向发展，陶瓷电容器必须要小型化，所使用的介质瓷料必然要向高介电常数和抗电强度方向发展。目前规模生产应用中Y5U电容器介质瓷料 e r、BDV还偏低,还需进一步提高。

发明内容
本发明旨在提供一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料及其制备方法。该Y5U 电容器介质瓷料采用了固相法合成钙钛矿型Ba(1_X_Y)MgxCayTiO3固溶体，另通过添加烧结助剂和改性掺杂物等，制备出可以在1310°C 1350°C温度范围内烧结，可获得具有优异介电性能 e r=9500±800，D. F ( 2. 0%,BDV(AC) ^ 3. 5kv/mm,均匀一致的无铅 Y5U 电容器介质瓷料，满足Y5U电容器各项性能的要求，成功取代传统含铅的Y5U电容器介质瓷料，完全符合欧盟RoHs要求。本发明是这样实现的，所述一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料，其特征在于它由主成分Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03、烧结助剂及改性掺杂物三部分组成；
1)所述的主成分是Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03固溶体，X=O. 001 0. lmol, Y=O. 001 0. 2moI ；
2)所述的烧结助剂包括Bi203、B203、Cu0、V205、Zn0、Si02、Al203等低熔点的氧化物以及低熔点的玻璃粉中的一种或一种以上混合物；按重量百分比计组成为0 2. Owt%的Bi2O3, 0 I. Owt% 的 B2O3,00 I. Owt% 的 CuO, 0 lwt% 的 V2O5, 0. I I. 2wt% 的 ZnO, 0 I. lwt% 的 SiO2， I. Owt% Al2O3 ；
3)所述的改性掺杂物包括不同的金属氧化物如MgO、Ta2O5、Nb2O5、MnO2、ZrO2、CaO、La2O3、 Nd2O3、Y2O3、CeO2、TO3、Dy2O3等一种或一种以上混合物等一种或一种以上混合物，不含Pb ;按重量百分比计组成为:0 I. 2wt9^9Zr02、0 I wt9^3Mg0、0 0. 5 wt%的Ta205、0. 5 I. 5 wt% 的 Mn02、0 I. 0 wt% 的 Nb205、0 2 wt% 的 CaO、 I. 5 wt%La203、0 0. 5 wt%Nd203>
0 0. 8wt%Y203、0 I. 2 wt%Ce02、0 0. 9 wt%W03、0 0. 5 wt%Dy203。按重量百分比计，所述的主成分Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03固溶体，X=O. 001
0.lmol, Y=O. 001 0. 2mol,是88 95wt%，烧结助剂是2. 0 6wt%,改性掺杂物是3. 0 6wt%0本发明所述一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料的制备方法，其特征是主成分 Ba(1_X_Y)MgxCayTiO3,的制备采用 BaC03、CaCO3> MgCO3> TiO2 等原材料，按 X=O. 001
0.lmol, Y=O. 001 0. 2mol分别称重，混合置于球磨机中，按粉料水=1 : (I I. 5)比例加入去离子水，球磨2 8小时，烘干，在1200°C 1300°C下预烧2. 5H，粉碎后获得本发明的Ba(1_X_Y)MgxCayTiO3 固溶体；按照组成为 88 95wt% 的主成分 Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03，O 2. 0wt%的 Bi2O3,0 L 0wt% 的 B2O3,00 L 0wt% 的 CuO，O lwt% 的 V2O5, O. I L 2wt% 的 ZnO，O I. lwt% 的 SiO2,0 I. 0wt% A1203、O I. 2wt% 的 Zr02、0 I wt% 的 Mg0、0 O. 5 wt%的 Ta205、0. 5 I. 5 wt% 的 Μη02、0 I. O wt% 的 Nb205、0 2 wt% 的 CaO、 I. 5 wt%La203>
O O. 5 wt%Nd203、0 O. 8wt%Y203、0 I. 2 wt%Ce02、0 O. 9 wt%W03>0 O. 5 wt%Dy203,称量各种材料，混合置于球磨机中进行球磨混合，要求粉体平均颗粒尺寸小于I. O微米为好；然后加粘合剂喷雾造粒，最后获得本发明的Y5U电容器介质瓷料粉体。本发明的有益效果是，经过合理配方，优化合成和球磨工艺，制备出可以在1310°C 1350°C温度范围内烧结，获得具有优异介电性能ε r=9500±800，D.F ( 2.0%，BDV(AC)≥3. 5kv/mm的无铅Y5U电容器介质瓷料。
具体实施例方式本发明所述一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料及其制备方法，结合上述发明内容，由下面的实施例作进一步的描述。(I)以BaCO3、CaC03、MgC03、TiO2等原材料，按表I的组成比例，按发明内容所述的
主材料制备过程经球磨、干燥、预烧、粉碎、过滤等工序后制得Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03。表I主材料Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03的实施例配方
权利要求
1.一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料，其特征在于它由主成分Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03、烧结助剂及改性掺杂物三部分组成；1)所述的主成分是Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03固溶体，X=O. 001 O. lmol, Y=O. 001 O. 2moI ； 2)所述的烧结助剂包括Bi203、B203、Cu0、V205、Zn0、Si02、Al203等低熔点的氧化物以及低熔点的玻璃粉中的一种或一种以上混合物；按重量百分比计组成为0 2. 0wt%的Bi2O3,O I. 0wt% 的 B2O3,00 I. 0wt% 的 CuO, O lwt% 的 V2O5, O. I I. 2wt% 的 ZnO, O I. lwt%的 SiO2， I. 0wt% Al2O3 ； 3)所述的改性掺杂物包括不同的金属氧化物如MgO、Ta2O5、Nb2O5、MnO2、ZrO2、CaO、La2O3、Nd2O3、Y2O3、CeO2、TO3、Dy2O3等一种或一种以上混合物等一种或一种以上混合物，不含Pb ;按重量百分比计组成为:0 I. 2wt9^9Zr02、0 I wt9^3Mg0、0 O. 5 wt%的Ta205、0. 5 I. 5wt% 的 Μη02、0 I. O wt% 的 Nb205、0 2 wt% 的 CaO、 I. 5 wt%La203、0 O. 5 wt%Nd203>O O. 8wt%Y203、0 I. 2 wt%Ce02、0 O. 9 wt%W03、0 O. 5 wt%Dy203。
2.根据权利要求I所述一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料，其特征在于按重量百分比计，所述的主成分Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03固溶体，X=O. 001 O. lmol, Y=O. 001 O.2mol,是88 95wt%，烧结助剂是2. O 6wt%,改性掺杂物是3. O 6wt%。
3.—种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料的制备方法，其特征是主成分Ba(1_X_Y)MgxCayTiO3,的制备采用 BaC03、CaCO3> MgCO3> TiO2 等原材料，按 X=O. 001 .O.lmol, Y=O. 001 O. 2mol分别称重，混合置于球磨机中，按粉料水=1 :1 I. 5比例加入去离子水，球磨2 8小时，烘干，在1200°C 1300°C下预烧2. 5H，粉碎后获得本发明的Ba(1_X_Y)MgxCayTiO3 固溶体；按照组成为 88 95wt% 的主成分 Ba(1_x_Y)MgxCaYTi03，O 2. 0wt%的 Bi2O3,0 L 0wt% 的 B2O3,00 L 0wt% 的 CuO，O lwt% 的 V2O5, O. I L 2wt% 的 ZnO，.O I. lwt% 的 SiO2,0 I. 0wt% A1203、O I. 2wt% 的 Zr02、0 I wt% 的 Mg0、0 O. 5 wt%的 Ta205、0. 5 I. 5 wt% 的 Μη02、0 I. O wt% 的 Nb205、0 2 wt% 的 CaO、 I. 5 wt%La203>.O O. 5 wt%Nd203、0 O. 8wt%Y203、0 I. 2 wt%Ce02、0 O. 9 wt%W03>0 O. 5 wt%Dy203,称量各种材料，混合置于球磨机中进行球磨混合，要求粉体平均颗粒尺寸小于I. O微米为好；然后加粘合剂喷雾造粒，最后获得本发明的Y5U电容器介质瓷料粉体。
全文摘要
本发明所述一种BaO-TiO2系无铅Y5U电容器介质瓷料及其制备方法，它的三个组成部分是，主成分Ba(1-X-Y)MgXCaYTiO3固溶体,X=0.001～0.1mol,Y=0.001～0.2mol；烧结助剂Bi2O3、B2O3、CuO、V2O5、ZnO、SiO2、Al2O3等低熔点的氧化物以及低熔点的玻璃粉中的一种或一种以上混合物；改性掺杂物包括不同的金属氧化物如MgO、Ta2O5、Nb2O5、MnO2、ZrO2、CaO、La2O3、Nd2O3、Y2O3、CeO2、WO3、Dy2O3等一种或一种以上混合物等一种或一种以上混合物，不含Pb。经过合理配方，优化合成和球磨工艺，制备出可以在1310℃～1350℃温度范围内烧结，获得具有优异介电性能εr=9500±800，D.F≤2.0%，BDV(AC)≥3.5kV/mm的无铅Y5U电容器介质瓷料。
文档编号C04B35/622GK102617138SQ20121008482
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者张军志, 李太坤, 林康, 邹海雄 申请人:厦门松元电子有限公司