[发明专利]一种抗还原陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗还原陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

多层陶瓷电容器(MLCC)是指将金属电极层和陶瓷材料介质层交替叠合在一起，经高温烧结成一致密体，再烧制端部外电极形成。适合在空气气氛中进行烧结的MLCC，都是以贵金属钯或钯银合金做内电极；并且所用的陶瓷介质材料中大多都含有铅、镉等有害金属元素。由于钯、银的价格较高，使得多层陶瓷电容器的材料成本居高不下。面对日趋激烈的市场竞争，众多MLCC生产厂家都在寻求各种办法降低生产成本；另外随着人们对环保的越来越重视，国际上已有相关的法令禁止铅、镉等有害金属元素的使用领域，对于常用的MLCC产品，更是被要求无铅化。面对这种局势，用廉价金属镍或镍合金替代贵金属作为内电极的想法被提出并很快得到证实是可行的，更重要的是这种替代能使MLCC的材料成本得到大幅度的下降；但另一方面，用镍或镍合金作为内电极的MLCC，如果在空气中烧结会引起内电极氧化，所以必须要在还原气氛中进行烧结。而在还原气氛中烧结，传统的匹配贵金属的陶瓷介质材料会发生还原，造成MLCC的绝缘电阻下降、损耗角正切值上升等电性能劣化现象，因此，选用镍或镍合金作为内电极时，要求所用的陶瓷介质材料必须具有抗还原性，以保证相应的MLCC产品在还原气氛中烧结后具有优良的介电性能。

对于具有EIA标准X7R温度特性的一类陶瓷介质材料，通常是以BaTiO₃为基进行掺杂改性获得。所谓X7R，是指以25℃时的电容量为基准，在-55℃～+125℃的温度范围内，电容量变化率不超过±15%的范围。在国内进行的相关研究中，如中国专利CN 101333105A、CN1626475A、CN1604245A、CN1594217A等公开了用液相法制备的BaTiO₃进行研究获得具有X7R特性的抗还原陶瓷介质材料。采用液相法制备钛酸钡的工艺较复杂，且要经过高温煅烧才能得到完全的四方相结构，能耗比固相法高。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种抗还原陶瓷介质材料及其制备方法，它采用固相法合成单一的化合物Ba_1-xMg_xTi_1-ySi_yO₃作为主晶相成分；所提供的陶瓷介质材料具有良好的分散性、均匀性及工艺稳定性；用于制备多层陶瓷电容器时，能与镍或镍合金内电极匹配良好，在还原气氛中烧结，实现细晶化，晶粒生长均匀，瓷体致密，缺陷少，具有优良的介电性能。

本发明是这样实现的，所述一种抗还原陶瓷介质材料，其特征在于：由主晶相成分及改性添加剂组成；以固相法合成的Ba_1-xMg_xTi_1-ySi_yO₃（其中0.03≤x≤0.15，0.02≤y≤0.10）作为主晶相成分，主晶相成分在介质材料的配方组成中所占的摩尔份数为93～98 mol%；改性添加剂选自CaO、SrO、Y₂O₃、ZrO₂、Eu₂O₃、MnO₂、SiO₂、Al₂O₃、ZnO中的三种或三种以上；改性添加剂中的各种氧化物在所述介质材料中所占的摩尔份数为，CaO占0.2～3 mol%、SrO占0～2 mol%，Y₂O₃占0～2 mol%，，ZrO₂占0～1 mol%，Eu₂O₃占0～1mol%，MnO₂占0.1～0.8 mol%，SiO₂占0～3 mol%，Al₂O₃占0～2 mol%，ZnO占0～3 mol%；改性添加剂在介质材料的配方组成中所占的摩尔份数为2～7 mol%。