一种微晶玻璃电介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微晶玻璃电介质材料，包括如下按重量份计的原料：BaCO320‑40份、SrCO35‑15份、TiO210‑20份、SiO215‑25份、Al2O310‑20份、AlF31‑10份、Na2CO36‑12份、H3BO35‑15份、Nb2O52‑8份、MnO2 1‑10份和BaF2 1‑5份。本发明专利技术属于电子材料技术领域，本发明专利技术提供了一种高介电常数、高击穿强度和高储能密度的微晶玻璃电介质材料微晶玻璃电介质材料及其制备方法。

A kind of glass ceramic dielectric material and its preparation method

The invention discloses a glass-ceramics dielectric material, which comprises the following raw materials by weight: BaCO320 40, SrCO35 15, TiO210 20, SiO2 15 25, Al2O310 20, AlF31 10, Na2CO36 12, H3BO35 15, Nb2O52 10, MnO2 1 10 and BaF2 5. The invention belongs to the technical field of electronic materials, and provides a glass-ceramics dielectric material with high dielectric constant, high breakdown strength and high energy storage density and a preparation method thereof.

【技术实现步骤摘要】
一种微晶玻璃电介质材料及其制备方法
本专利技术属于电子材料
，具体是指一种微晶玻璃电介质材料及其制备方法。
技术介绍
随着能源危机意识和环保意识的逐渐提高，人们开始尝试新型能源的开发和利用。作为新能源技术的重要支撑手段，储能技术得到了各国高度重视。其中电容器因其具有比功率高、充电速度快、耐循环老化、适用于高温高压场合以及对环境无污染等优点而备受关注。目前电容器已经在一些重要设备上应用，如混合动力汽车逆变器、脉冲功率设备等。然而现有传统的脉冲电容器存在不利因素如储能密度低且易发生爆炸或是放电电流小，放电寿命短等，难以满足新技术进一步发展的需求。陶瓷电介质材料在制备高储能密度电容器方面有一定优势，但其最大的缺点在于抗击穿场强很难再上升。目前电容器件的尺寸已越来越小，需要的抗击穿场强也越来越高。因此，开发出具有高储能密度的电介质材料已迫在眉睫。微晶玻璃兼具陶瓷的高介电常数和玻璃的高击穿强度两方面的优势，从而成为制备高储能密度电介质的理想材料。目前，研究主要集中于钛酸盐微晶玻璃和含铅的铌酸盐微晶玻璃体系，并且大都是以硅酸盐或硅硼酸盐玻璃为基础体系。不过，由于钛酸盐微晶玻璃的击穿强度偏低，最终导致储能密度不高，且在施加高电场时储能密度发生恶化；含铅的铌酸盐微晶玻璃由于组成中含有较多的有毒物质氧化铅使其应用收到一定限制，同时热处理时析出大量的NaNbO3对提高材料的击穿强度是不利的，且储能密度也不算高。此外，两体系玻璃的熔化温度较高(1500℃以上)，不利于降低成本和节能减排。
技术实现思路
为解决上述现有难题，本专利技术提供了一种高介电常数、高击穿强度和高储能密度的微晶玻璃电介质材料微晶玻璃电介质材料及其制备方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种微晶玻璃电介质材料，包括如下按重量份计的原料：BaCO320-40份、SrCO35-15份、TiO210-20份、SiO215-25份、Al2O310-20份、AlF31-10份、Na2CO36-12份、H3BO35-15份、Nb2O52-8份、MnO21-10份和BaF21-5份。进一步地，一种微晶玻璃电介质材料，包括如下按重量份计的原料：BaCO330份、SrCO310份、TiO215份、SiO220份、Al2O315份、AlF36份、Na2CO310份、H3BO310份、Nb2O56份、MnO26份和BaF23份。本专利技术还公开了一种微晶玻璃电介质材料的制备工艺，包括如下步骤：(1)按所述重量份配比称取原料，将原料混合研磨成粉料；(2)将粉料烘干后熔炼成熔液，熔炼升温速率为80-85℃/min；(3)将所述熔液浇注至预热模具中，预热温度为650-750℃，浇注完毕后再进行退火处理，切割后得玻璃片；(4)对所述玻璃片进行受控晶化处理，得微晶玻璃电介质材料半成品；(5)将所述微晶玻璃电介质材料半成品经过丝网印刷涂覆粘结性能和导电性能良好的中温银浆料，在520℃温度下烧结固化形成金属银电极后即可。采用上述方案本专利技术取得有益效果如下：本专利技术通过控制原料的配比及其制备工艺，调控BaCO3、SrCO3、TiO2、SiO2、Al2O3、AlF3、Na2CO3、H3BO3、Nb2O5、MnO2和BaF2的重量份数，进而获得了一种高介电常数、高击穿强度和高储能密度的微晶玻璃电介质材料；该种微晶玻璃电介质的介电常数最高达160以上，击穿强度可达900-1620kV/cm可调，可用于各种高储能密度及超高压电容器设备；本专利技术的微晶玻璃电介质材料制备方法简单方便，科学合理地降低了材料在熔制及热处理时所需的温度，减少了能耗的输出，达到了节能环保的作用及目的，适宜推广应用。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1，本专利技术微晶玻璃电介质材料，包括如下按重量份计的原料：BaCO330份、SrCO310份、TiO215份、SiO220份、Al2O315份、AlF36份、Na2CO310份、H3BO310份、Nb2O56份、MnO26份和BaF23份。本专利技术微晶玻璃电介质材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)按所述重量份配比称取原料，将原料混合研磨成粉料；(2)将粉料烘干后熔炼成熔液，熔炼升温速率为80-85℃/min；(3)将所述熔液浇注至预热模具中，预热温度为650-750℃，浇注完毕后再进行退火处理，切割后得玻璃片；(4)对所述玻璃片进行受控晶化处理，得微晶玻璃电介质材料半成品；(5)将所述微晶玻璃电介质材料半成品经过丝网印刷涂覆粘结性能和导电性能良好的中温银浆料，在520℃温度下烧结固化形成金属银电极后即可。实施例2，本专利技术微晶玻璃电介质材料，包括如下按重量份计的原料：BaCO325份、SrCO312份、TiO216份、SiO222份、Al2O318份、AlF38份、Na2CO311份、H3BO312份、Nb2O54份、MnO23份和BaF22份。本专利技术微晶玻璃电介质材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)按所述重量份配比称取原料，将原料混合研磨成粉料；(2)将粉料烘干后熔炼成熔液，熔炼升温速率为80-85℃/min；(3)将所述熔液浇注至预热模具中，预热温度为650-750℃，浇注完毕后再进行退火处理，切割后得玻璃片；(4)对所述玻璃片进行受控晶化处理，得微晶玻璃电介质材料半成品；(5)将所述微晶玻璃电介质材料半成品经过丝网印刷涂覆粘结性能和导电性能良好的中温银浆料，在520℃温度下烧结固化形成金属银电极后即可。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微晶玻璃电介质材料，其特征在于，包括如下按重量份计的原料：BaCO320‑40份、SrCO35‑15份、TiO210‑20份、SiO215‑25份、Al2O310‑20份、AlF31‑10份、Na2CO36‑12份、H3BO35‑15份、Nb2O52‑8份、MnO2 1‑10份和BaF2 1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种微晶玻璃电介质材料，其特征在于，包括如下按重量份计的原料：BaCO320-40份、SrCO35-15份、TiO210-20份、SiO215-25份、Al2O310-20份、AlF31-10份、Na2CO36-12份、H3BO35-15份、Nb2O52-8份、MnO21-10份和BaF21-5份。2.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃电介质材料，其特征在于，包括如下按重量份计的原料：BaCO330份、SrCO310份、TiO215份、SiO220份、Al2O315份、AlF36份、Na2CO310份、H3BO310份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文朝，
申请(专利权)人：徐州九龙电子工业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32