[发明专利]一种高介电高压陶瓷电容器介质

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特指一种高介电高压陶瓷电容器介质；它采用常规的陶瓷电容器介质制备方法，利用电容器陶瓷普通化学原料，制备得到无铅、无镉的高介高压陶瓷电容器介质，还能降低电容器陶瓷的烧结温度；该介质适合于制备单片陶瓷电容器和多层片式陶瓷电容器,能大大降低陶瓷电容器的成本，同时能提高耐电压以扩大陶瓷电容器的应用范围,并且在制备和使用过程中不污染环境。

背景技术

彩电、电脑、通迅、航空航天、导弹、航海等领域迫切需要击穿电压高、温度稳定性好、可靠性高、小型化、大容量的陶瓷电容器；一般单片高压陶瓷电容器介质的烧结温度为1300~1430℃，而本发明的陶瓷电容器介质烧结温度为1250~1270℃，这样能大大降低高压陶瓷电容器的成本，同时本专利电容器陶瓷介质不含铅和镉，电容器陶瓷在制备和使用过程中不污染环境；另外，本发明的电容器陶瓷的介电常数高，这样会提高陶瓷电容器的容量并且小型化，符合陶瓷电容器的发展趋势, 同样也会降低陶瓷电容器的成本。

通常用于生产高压陶瓷电容器的介质中含有一定量的铅，这不仅在生产、使用和废弃过程中对人体和环境造成危害，而且对性能稳定性也有不良影响。

中国期刊《电子元件与材料》1989年第5期在“高介高压2B₄介质陶瓷”一文中公开了一种高压陶瓷电容器介质材料，该介质材料采用97.8wt.%BaTiO₃+0.8wt.%Bi₂O₃+0.7wt.%Nb₂O₅+0.5wt.%CeO₂+0.2wt.%MnO₂的配方，以常规的工艺制备试样，其介电常数ε=2500~2600，tgδ=0.5-1.4%,直流耐压强度为7KV/mm，该介质虽属无铅介质材料，但它存在耐压性较差，介电常数太小。配方组成不同于本专利。

中国专利“一种高压陶瓷电容器介质”（专利号ZL00112050.6）公开的电容器陶瓷介质虽属无铅介质材料，但介电常数为1860-3300，耐电压可以达到10kV/mm以上（直流），烧结温度为1260-1400℃，比本专利高；介电常数太小，远低于本专利，而且配方组成不同于本专利。

中国期刊《江苏陶瓷》1999年第2期在“BaTiO₃系低温烧成高介X7R电容器瓷料” 一文中公开了一种BaTiO₃中低温烧成高介满足X7R特性的电容器瓷料，该介质材料的配方组成为（质量百分数）：（BaTiO₃+Nd₂O₃）89%~92%+Bi₂O₃·2TiO₂7.5~10%+低熔点玻璃料0.8%+50%Mn(NO₃)₂(水溶液)0.205%；其中，所用的低熔点玻璃料是硼硅酸铅低熔点玻璃，介质是含铅的，并且未涉及耐电压，介电常数小于3500,远小于本专利的介电常数, 介质的配方组成也不同于本发明专利。

中国期刊《华南理工大学学报（自然科学版）》1996年第3期在“中温烧结BaTiO₃基多相铁电瓷料X7R特性”一文中探讨了BaTiO₃基瓷料中温烧结机制，分析了中温烧结BaTiO₃基瓷料的组成及不均匀结构分布对介电常数与温度特性的影响；所用的BaTiO₃原料是采用化学共沉淀的方法来制备的，这样会增加陶瓷电容器的成本，而本专利所用的BaTiO₃、SrTiO₃、CaZrO₃分别是采用常规的化学原料以固相法合成，组成不同于本专利，组分中含有一定量的铅，并且未涉及耐电压。

另有专利“高介高性能中温烧结片式多层瓷介电容器瓷料”（专利申请号：97117286.2），它是采用固相法合成等价和异价离子同时取代（Sr²⁺,Zr⁴⁺,Sn⁴⁺,Nb⁵⁺）BaTiO₃固溶体，加入适量的硼铅锌铜玻璃烧结剂，使瓷料在中温烧结，其性能为：介电常数大于等于16000，耐压为700V/mm；该专利虽然介电常数高，但是所报道的材料的耐压太差，仅为700V/mm,另外其组分含有一定量的铅。