[发明专利]一种抗阶梯电压的高介电陶瓷介质材料、陶瓷电容器及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗阶梯电压的高介电陶瓷介质材料及其制备方法，涉及陶瓷介质技术领域。该陶瓷介质材料包括主晶相材料、辅助材料和改性添加物，主晶相材料A为经过Mn掺杂的BaSn_xTi_1‑xO₃，0x0.1，辅助材料B为Sr_0.98‑yCa_yBi_0.02TiO₃，0y0.4，将A与B按一定比例混合，然后再辅以Zr、Mg、Si、Zn、La、Sm、Ce、Y、Nb、Cu等三种或以上的氧化物做为改性添加物对陶瓷介质材料进行改性。获得的陶瓷介质材料的制成一定尺寸规格的坯片，在空气气氛中经1300℃～1380℃的温度范围内烧结，并金属化后，可获得介电常数介于3000～4500之间连续可调，介质损耗≤1.2％的陶瓷电容器，其耐交流电压值≥5kV/mm，符合Y5P特性的产品，其失效电压≥7.0kV。该陶瓷介质材料分散度及均匀性好，性能优良。

技术领域

本发明涉及陶瓷介质领域，且特别涉及一种抗阶梯电压的高介电陶瓷介质材料、陶瓷电容器及其制备方法。

背景技术

电容器广泛应用于电力系统、激光电源、磁带录像机、彩电等电子电路中，其主要功能为旁路、去藕、滤波和储能。随着电子工业的高速发展，及对电容器使用环境要求的提升，社会对高可靠性的电容器需求迫切，其特性需求主要体现在击穿电压高、损耗小，能抗多次不同电压击穿。

发明内容

发明人研究发现，BaSn_xTi_1-xO₃(BST)陶瓷为具有弥散性相变现象的一种晶粒细小而均匀的铁电陶瓷，这种细晶结构在介电性能上的优势是具有较高的耐电强度。由于Ti⁴⁺的存在，BaSn_xTi_1-xO₃在合成过程中对氧气氛要求较高，经MnO₂掺杂后的BaSn_xTi_1-xO₃可有效的抵御预烧过程中炉膛在高温环境下缺氧带来的Ti⁴⁺变价，有效的保证了BaSn_xTi_1-xO₃原始的耐电强度。SrCaTiO₃是一种典型的钙钛矿型结构材料，加入到BTS体系中具有移峰剂的作用，可使BST居里峰往低温移动，当采用部分Bi³⁺掺杂后的Sr_0.98-yCa_yBi_0.02TiO₃(SCBT)，由于Bi³⁺的不等位替代，可以抑制Sr²⁺的空位增加，避免晶格松弛，有效的保证了耐电强度。

为了得到一种抗阶梯电压高、损耗小的陶瓷介质材料，发明人陶瓷介质材料以BaSn_xTi_1-xO₃为主晶相材料，以Sr_0.98-yCa_yBi_0.02TiO₃为辅助材料，并辅以一定的改性添加物，以获得于一种抗阶梯电压的高介电陶瓷介质材料。

本发明的另一目的在于提供一种抗阶梯电压的高介电陶瓷介质材料的制备方法，制备方法简单、易操作，适用于工业化大规模生产。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种抗阶梯电压的高介电陶瓷介质材料，其包括主晶相材料、辅助材料和改性添加物，所述主晶相材料为经过Mn掺杂的BaSn_xTi_1-xO₃，0x0.1，所述辅助材料为Sr_0.98-yCa_yBi_0.02TiO₃，0y0.4，所述主晶相材料和所述辅助材料的质量比为100:(1～3)。