[发明专利]一种中温烧结多层陶瓷电容器介质材料

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，具体涉及一种中温烧结且具有优异温度稳定性的X8R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法

背景技术

片式多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitor，简称MLCC)作为基础电子元器件，除在智能手机、平板电脑、广播电视、移动通信、家用计算机、家用电器、测量仪器、医疗设备等民用产品及消费电子中普遍使用外，在航空航天、坦克电子、军用移动通讯、武器弹头控制和军事信号监控等军用电子设备以及石油勘探等行业都具有相当广泛的应用。钛酸钡(BaTiO₃)基温度稳定型MLCC用介质材料因其对环境无害，一直是研究的热点，目前使用最多的是EIA X7R(-55℃～125℃，ΔC/C_25℃≤±15％)介质材料。随着MLCC的飞速发展，对MLCC用介质材料的研究提出了更高的要求，即在更高温度环境中依然保持稳定的介电性能，如在夏天，汽车发动机舱内的温度会达到130℃以上，此时，X7R型介质材料就很难满足实际需要。因此，X8R(-55℃～150℃，ΔC/C_25℃≤±15％)型MLCC用介质材料的研制，具有十分重要的实际意义。

传统BaTiO₃基介质材料需要在高于1300℃的空气中烧结，因而只能选用Pt、Pd等贵金属作为内电极材料。随着MLCC需求量的增加，迫切要求降低内电极成本。目前，可通过添加助熔剂的方法，将BaTiO₃基介质材料的烧结温度降到1150℃以下，以实现高Ag的Ag-Pd合金(如Ag70-Pd30)作为内电极的制备工艺。此外，在介质材料实现MLCC工艺时，由于“顺时针效应”的影响，电容量温度变化率在150℃会显著变大，甚至超出±15％的要求，因此，提升多层陶瓷电容器介质材料在高温段的温度稳定性，变得尤为关键。

发明内容

本发明的目的，在于克服现有技术的陶瓷电容器介质的容量变化率虽能达到X8R的要求，但其烧结温度过高、不能满足Ag-Pd电极使用的不足，提供一种中温烧结(T_s≤1150℃)且具有优异的温度稳定性的X8R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种中温烧结多层陶瓷电容器介质材料，以BaTiO₃粉体为基料，在此基础上，外加质量百分比为0.3～0.6％的Na_0.5Bi_0.5TiO₃；0.6～1.5％的(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x，其中x＝0.6～0.8；1.0～3.0％的CaZrO₃及4～7％的玻璃助熔剂；

所述的Na_0.5Bi_0.5TiO₃，是将Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂按摩尔量比为1:1:4合成；

所述(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x化合物，是将NiO和Nb₂O₅按摩尔比1-x：x/2，其中x＝0.6～0.8合成；

所述CaZrO₃由CaCO₃和ZrO₂按摩尔比1∶1合成；

所述玻璃助熔剂的原料组分及其质量百分比含量为：17％的TiO₂、34％的H₃BO₃、26％的ZnO和23％Bi₂O₃；

该中温烧结多层陶瓷电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)合成Na_0.5Bi_0.5TiO₃

将Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂按摩尔量比为1:1:4进行配料，混合球磨4小时后烘干、过40目分样筛，于950℃煅烧4小时，制得Na_0.5Bi_0.5TiO₃；