[发明专利]一种高耐压多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高耐压多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法，以BaTiO₃粉体为基料，外加质量百分比为0.6～1.8%的(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x，其中x=0.6～0.8；0.2～0.7%的(MnO)_1-y(NbO_2.5)_y，其中_y=0.4～0.6；0.5～3.5%的CaZrO₃及4～7%的玻璃助熔剂。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合成；所述(MnO)_1-y(NbO_2.5)_y化合物，是将MnCO₃、Nb₂O₅按摩尔比1-y：y/2合成；所述CaZrO₃由CaCO₃和ZrO₂按摩尔比1∶1合成。本发明主要通过锆酸钙的添加，有效改善了陶瓷微观结构，其耐压值达到13kv/mm以上；在-55℃～150℃温区内，电容量变化率在±15%以内，且具有较高的室温介电常数（～3000）和较低介电损耗（tanδ<1.0%）。

主权项

一种高耐压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0.6～1.8%的(NiO)_1‑x(NbO_2.5)_x，其中x=0.6～0.8；0.2～0.7%的(MnO)_1‑y(NbO_2.5)_y，其中y=0.4～0.6；0.5～3.5%的CaZrO₃及4～7%的玻璃助熔剂；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(MnO)_1‑y(NbO_2.5)_y化合物，是将MnCO₃、Nb₂O₅按摩尔比1‑y：y/2，其中y=0.4～0.6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；该高耐压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(NiO)_1‑x(NbO_2.5)_x化合物，其中x=0.6～0.8将NiO、Nb₂O₅按摩尔比1‑x：x/2，其中x=0.6～0.8配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120℃烘干、过40目分样筛，于1000℃煅烧，再二次球磨6小时，烘干、过80目分样筛，制得(NiO)_1‑x(NbO_2.5)_x，其中x=0.6～0.8；（2）合成(MnO)_1‑y(NbO_2.5)_y化合物，其中y=0.4～0.6将MnCO₃、Nb₂O₅按摩尔比1‑y：y/2，其中y=0.4～0.6配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120℃烘干、过40目分样筛，于800～1000℃煅烧，再二次球磨6小时，烘干、过80目分样筛，制得(MnO)_1‑y(NbO_2.5)_y，其中y=0.4～0.6；（3）合成CaZrO₃将CaCO₃、ZrO₂按摩尔比1:1配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120℃烘干、过40目分样筛，于1000℃煅烧，制得CaZrO₃；（4）合成玻璃助熔剂按质量百分比，将17%的TiO₂、34%的H₃BO₃、26%的ZnO和23%的Bi₂O₃充分混合、熔融、淬冷、磨细、过200目分样筛，制得玻璃助熔剂；（5）以BaTiO₃作为基料，在其中添加下述质量百分比的成分：0.6～1.8%的(NiO)_1‑x(NbO_2.5)_x，其中x=0.6～0.8；0.2～0.7%的(MnO)_1‑y(NbO_2.5)_y，其中y=0.4～0.6；0.5～3.5%的CaZrO₃和4～7%的玻璃助熔剂，所配原料与去离子水混合后球磨4～8小时，烘干后加入质量百分比为7%的粘结剂，过80目分样筛造粒；（6）将步骤（5）的造粒粉料压制成生坯，经排胶后，于1150℃烧结，保温1小时，制得高耐压多层陶瓷电容器介质材料。