一种高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法与流程

文档序号:18906191发布日期:2019-10-18 22:43阅读:153来源:国知局

本发明涉及新型材料技术领域,具体为一种高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法。



背景技术:

近年来,随着电子行业的不断发展,目前市场上(特别是手机充电器等),对瓷介电容器的质量要求越来越高,既要小型化亦要可靠性高.研发生产高可靠性及小型化瓷介电容器要解决的关键技术问题就是开发高性能的瓷介电容器用介质材料,而目前国内相应的材料逐渐难以满足发展要求。因此开发具有更高耐电强度,更低介质损耗,更宽使用温度范围,可靠性高的瓷介电容器介质材料的制备技术,并实现产业化,是目前国内电子行业持续发展的重点之一。



技术实现要素:

本发明所解决的技术问题在于提供一种高温陶瓷电容器介质材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种高温陶瓷电容器介质材料,包括:主成分和改性掺杂剂,所述主成分和改性掺杂剂的质量配比为主成分80-90份、改性掺杂剂10-20份,所述主成分包括mgtio3、bi2ti2o7、cezr2o6、batio3、bazro3、srtio3、casno3、mgco3、cuo、zno、fe2o3、la2o3、nb2o5、sm2o3;其质量配比为mgtio35-10份、bi2ti2o710-20份、cezr2o65-10份、batio310-20份、bazro35-10份、srtio35-10份、casno31-5份、mgco31-5份、cuo1-5份、zno1-5份、fe2o31-5份、la2o31-5份、nb2o51-5份、sm2o31-5份。

所述主成分其质量配比为mgtio35份、bi2ti2o710份、cezr2o65份、batio310份、bazro35份、srtio35份、casno31份、mgco31份、cuo1份、zno1份、fe2o31份、la2o31份、nb2o51份、sm2o31份。

所述主成分其质量配比为mgtio310份、bi2ti2o720份、cezr2o610份、batio320份、bazro310份、srtio310份、casno35份、mgco35份、cuo5份、zno5份、fe2o35份、la2o35份、nb2o55份、sm2o35份。

所述主成分其质量配比为mgtio38份、bi2ti2o715份、cezr2o68份、batio315份、bazro38份、srtio38份、casno33份、mgco33份、cuo3份、zno3份、fe2o33份、la2o33份、nb2o53份、sm2o33份。

所述改性掺杂剂包括al2o3、mnco3、y2o3、dy2o3,其质量配比为al2o310-20份、mnco310-20份、y2o31-5份、dy2o31-5份。

一种高温陶瓷电容器介质材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤1.将主成分粉碎至粒度在200目以下,获得主成分粉;

步骤2.将主成分粉放入行星式球磨机内球磨4小时;所述行星式球磨机球磨时子氮气的气氛下进行球磨,磨球材质为不锈钢,球料比例为8:1,转速为200r*min-1

步骤3.利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,烧结结束后,随炉冷却至室温得到复合中间体;

步骤4.将改性掺杂剂粉碎至粒度在200目以下,获得改性掺杂剂粉;然后加入hcl溶液,将改性掺杂剂溶解成溶液,之后加入步骤3中所得的复合中间体,并调节其ph为4.5~5.0,搅拌反应2~6小时,所得悬浮液中的固体产物即为陶瓷粉末;

步骤5.将陶瓷粉末利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,升温至600~650℃保温2~3小时;然后升温至1000~1200℃下烧结,保温2~3小时,即得成品陶瓷。

所述步骤4中真空炉烧结参数为真空度为10-2~10-1pa,烧结温度为850~1000℃,压力为20~35mpa,保温时间5~10min。

所述步骤3、步骤5中升温速率为4~5℃/min。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备工艺简单,且材料具有环保性,同时烧结温度较低,有利于节约能源。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,进一步阐述本发明,在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以两个元件内部的连通。

实施例1

一种高温陶瓷电容器介质材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤1.将质量配比为mgtio35份、bi2ti2o710份、cezr2o65份、batio310份、bazro35份、srtio35份、casno31份、mgco31份、cuo1份、zno1份、fe2o31份、la2o31份、nb2o51份、sm2o31份的主成分粉碎至粒度在200目以下,获得主成分粉;

步骤2.将主成分粉放入行星式球磨机内球磨4小时;所述行星式球磨机球磨时子氮气的气氛下进行球磨,磨球材质为不锈钢,球料比例为8:1,转速为200r*min-1

步骤3.利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,烧结结束后,随炉冷却至室温得到复合中间体;

步骤4.将质量配比为al2o310-20份、mnco310-20份、y2o31-5份、dy2o31-5份的改性掺杂剂粉碎至粒度在200目以下,获得改性掺杂剂粉;然后加入hcl溶液,将改性掺杂剂溶解成溶液,之后加入步骤3中所得的复合中间体,并调节其ph为4.5~5.0,搅拌反应2~6小时,所得悬浮液中的固体产物即为陶瓷粉末;真空炉烧结参数为真空度为10-2~10-1pa,烧结温度为850~1000℃,压力为20~35mpa,保温时间5~10min;

步骤5.将陶瓷粉末利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,升温至600~650℃保温2~3小时;然后升温至1000~1200℃下烧结,保温2~3小时,即得成品陶瓷。

实施例2

一种高温陶瓷电容器介质材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤1.将质量配比为mgtio310份、bi2ti2o720份、cezr2o610份、batio320份、bazro310份、srtio310份、casno35份、mgco35份、cuo5份、zno5份、fe2o35份、la2o35份、nb2o55份、sm2o35份的主成分粉碎至粒度在200目以下,获得主成分粉;

步骤2.将主成分粉放入行星式球磨机内球磨4小时;所述行星式球磨机球磨时子氮气的气氛下进行球磨,磨球材质为不锈钢,球料比例为8:1,转速为200r*min-1

步骤3.利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,烧结结束后,随炉冷却至室温得到复合中间体;

步骤4.将质量配比为al2o310-20份、mnco310-20份、y2o31-5份、dy2o31-5份的改性掺杂剂粉碎至粒度在200目以下,获得改性掺杂剂粉;然后加入hcl溶液,将改性掺杂剂溶解成溶液,之后加入步骤3中所得的复合中间体,并调节其ph为4.5~5.0,搅拌反应2~6小时,所得悬浮液中的固体产物即为陶瓷粉末;真空炉烧结参数为真空度为10-2~10-1pa,烧结温度为850~1000℃,压力为20~35mpa,保温时间5~10min;

步骤5.将陶瓷粉末利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,升温至600~650℃保温2~3小时;然后升温至1000~1200℃下烧结,保温2~3小时,即得成品陶瓷。

实施例3

一种高温陶瓷电容器介质材料的制备方法,包括以下步骤:

步骤1.将质量配比为mgtio38份、bi2ti2o715份、cezr2o68份、batio315份、bazro38份、srtio38份、casno33份、mgco33份、cuo3份、zno3份、fe2o33份、la2o33份、nb2o53份、sm2o33份的主成分粉碎至粒度在200目以下,获得主成分粉;

步骤2.将主成分粉放入行星式球磨机内球磨4小时;所述行星式球磨机球磨时子氮气的气氛下进行球磨,磨球材质为不锈钢,球料比例为8:1,转速为200r*min-1

步骤3.利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,烧结结束后,随炉冷却至室温得到复合中间体;

步骤4.将质量配比为al2o310-20份、mnco310-20份、y2o31-5份、dy2o31-5份的改性掺杂剂粉碎至粒度在200目以下,获得改性掺杂剂粉;然后加入hcl溶液,将改性掺杂剂溶解成溶液,之后加入步骤3中所得的复合中间体,并调节其ph为4.5~5.0,搅拌反应2~6小时,所得悬浮液中的固体产物即为陶瓷粉末;真空炉烧结参数为真空度为10-2~10-1pa,烧结温度为850~1000℃,压力为20~35mpa,保温时间5~10min;

步骤5.将陶瓷粉末利用压力试验机进行压片,压力为500mpa,保压3分钟;之后在真空条件下利用真空炉进行烧结,升温至600~650℃保温2~3小时;然后升温至1000~1200℃下烧结,保温2~3小时,即得成品陶瓷。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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