一种高温陶瓷电容器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，特别是指一种高溫陶瓷电容器介质材料及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 未来在高溫控制及高溫传感领域，陶瓷电容器所要挑战的工作溫度将越来越高。 随着人们对燃油经济性及环保意识的提高，未来的发动机要求更有效的能源控制，运就要 求发动机控制电路能够承受更高的工作溫度，作为电子元器件的陶瓷电容器的工作溫度范 围尤为重要。目前普遍采用X7R型陶瓷电容将无法承受高于125°C的工作溫度，而X8R及 X9R相对可靠的最高工作溫度仅为200°C。
[0003] 目前我国对工作溫度高于200°C的陶瓷介质材料多处于研制阶段，所报道的各 种高溫型陶瓷介质材料皆有多种不足。如四川宏明公开的专利（200810046591.0)，其 在-55°C及250°C时TCC变化低于± 15%要求，且配方瓷粉宣称直接添加8~16%的Biz化， 高含量的祕会导致陶瓷电容器后期锻银时发生不必要的元素置换，导致器件损耗升高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高溫陶瓷电容器介质材料及其制 备方法，该介质材料的介电损耗低，采用该介质材料所制备的陶瓷电容器，热稳定性更高， 更适合于工业化运用。 阳005] 本发明采用如下的技术方案：
[0006] 一种高溫陶瓷电容器介质材料，其原料组分为：
[0007] 100 重量份的[(l-x)BaTi03-xBiy化zTi03];
[0008] 4-6重量份的佩0 ;
[0009] 0. 1-0. 5 重量份的RE2O3;
[0010] 0. 05-0. 15 重量份的Mn〇2; 柳川 2-4重量份的CaSiBzOe;
[0012]其中：x= 0. 08 ~0. 20,y= 0. 4 ~0. 6,Z= 0. 4 ~0. 6，在[(l_x)BaTiCVxBiy化zTi03]中BaTi〇3和BiyNazTi〇3的摩尔比为（1-X):x 阳〇1引佩0含为妮的氧化物，包括MgNbzOe、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；
[0014] RE为Y、Nd和化中的一种或多种；
[0015] 进一步的，所述Biy化zTi〇3铁酸祕钢主要为Bi〇.5Na〇.sTi〇3含有少量Bi〇.sNa〇.4Ti〇3 和Bin.4Na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) 〇3由化CO3、MgO和佩2〇日般烧而成；
[0020] Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3由BaCO3、MgO和佩2〇日般烧而成；
[0021] 一种高溫陶瓷电容器介质材料的制备方法，包括如下步骤： 阳0巧（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; 阳02；3]似按化学式[(l-x)BaTi03xBiy化zTi03]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]; [0024]做制备佩0 和CaSiBzOe; 阳0巧](4) W 100重量份的共烙化合物为基材，添加4-6重量份的Nb0、0. 1-0. 5重量份的RE203、0. 05-0. 15重量份的Mn〇2、2-4重量份的CaSiBzOe，用去离子水作为分散介质，球磨、烘 干并造粒；
[00%] (5)将造粒后的粉料压制成圆片生巧，然后在空气气氛中升溫至1080~116(TC， 保溫烧结2-化，即制得高溫陶瓷电容器介质材料。 阳〇27] 进一步的，所述步骤（3)中佩0包括MgNbzOe、ZnNbzOe、Ca(Mgi/3,佩2/3)〇3和Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3中的一种或多种，其中 阳02引MgNbzOe的制备方法：将佩2〇5与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;
[0029] 化佩2〇6的制备方法：将Nb2〇5与化0 W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2〇6;
[0030]Ca(Mgi/3,佩2/3) 〇3的制备方法：将化C03、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1150~1200°C溫度般烧2-6小时合成化(Mgi/3,佩2/3) 〇3; 阳03UBa(Mgi/3,佩2/3)〇3的制备方法：将BaC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1150~1200°C溫度般烧2-6小时合成Ba(Mgi/3,佩2/3) 〇3。
[0032] 进一步的，所述步骤（4)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37%石蜡做粘结剂共同烘赔造粒，再次过80目筛。
[0033] 进一步的，化SiBzOe的制备方法：将碳酸巧、棚酸及二氧化娃W酒精为介质球磨混 合、干燥，破碎过40目筛网，在500~700°C溫度般烧2-6小时合成巧棚娃氧化物。
[0034] 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1080~116(TC，保溫烧结2~化，即制得高溫陶瓷电容器介质 材料。
[0035] 本发明的有益效果是：W铁酸领为基础，添加适量铁酸祕钢形成共烙化合物，有效 将铁酸领的局里峰移至高于200°C的溫度段；含妮氧化物的添加主要能够将局里峰压低， 同时又能适当降低损耗；适当添加化SiBzOe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l、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】
[0036] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0037] 图1为本发明制备的样品容溫变化测试曲线图。
【具体实施方式】
[0038]W下将结合具体实施例对本发明做进一步详细描述： 阳〇例实施例1
[0040](1)称取52. 26浊i2〇3、11.89gNa2C〇3和35. 85巧iO2,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.eNa。. Ji〇3,含少量的Bie.eNae.Ji〇3 和Bia.4Naa.eTi〇3,其他实施例中的铁酸祕钢均为如此。
[0041] (2)称取81. 49g铁酸领和18. 5g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；
[0042] (3)称取49. 52gCaC〇3、6. 65g MgO及43. 84g佩2〇5,球磨混合、干燥，破碎过40目 筛网，在118(TC溫度般烧3小时合成Ca(Mgi/3,佩2/3)〇3;
[0043] (4)将 35.26gCaC〇3、43. 57gH3B〇3和21. 17gSiO2进行称量、W酒精为介质球磨混 合、干燥，破碎过40目筛网，在500°C溫度般烧4小时合成化SiBzOe;
[0044] 妨称取93. 72g的共烙化合物，5. 78gCa(Mgi/3,佩2/3)〇3、〇. 146gLa2〇3、〇.352gMn〇2、 2. 5g化SiB2〇7进行配料。采用2mm错球研磨化，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，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。 W45] 实施例2
[0046] (1)称取 52. 26gBi2〇3、ll. 89g胞2〇)3和 35. 85gTi〇2,混合球磨、过筛，于 900°C溫 度般烧2小时合成铁酸祕钢；
[0047] (2)称取83. 49g铁酸领和16. 51g铁酸祕钢，球磨混合、干燥，破碎过40目筛网，于 114(TC溫度般烧6小时合成共烙化合物；
[0048] (3)称取13. 17gMgO及86. 83g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;
[0049] (4)称取 35. 26gCaC〇3、43. 57gH3BO3和 21. 17gSiO2进行称量、W酒精为介质球 磨混合、干燥，破碎过40目筛网，在500°C溫度般烧4小时合成化SiBzOe; 阳化0] (5)称取95. 68g共烙化合物，4. Og MgNb2〇6、〇. 19g化203、0. 4g Mn〇2、4. Og 化SiBzOe，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 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。 阳0川 实施例3
[0052] (1)称取 52. 26gBi2〇3、ll. 89g胞2〇)3和 35. 85gTi〇2,混合球磨、过筛，于 850°C溫 度般烧3小时合成铁酸祕钢；
[0053] (2)称取86. 25g铁酸领和13. 75铁酸祕钢，球磨混合、干燥，破碎过40目筛网，于 114(TC溫度般烧2小时合成共烙化合物；
[0054] (3)称取13. 17gMgO及86. 83g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; 阳化引 （4)将35. 26gCaC〇3、43. 57g蝴〇3和21. 17gSiO2进行称量、W酒精为介