一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料及其制备方法，所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料由主成分和改性掺杂剂组成，其中，所述主成分的化学式为(1

【技术实现步骤摘要】
一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷电容器制备技术，尤其是一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电容器是一类重要的无源电子器件，主要在电路中起到耦合、滤波、谐振、旁路、补偿等作用，是电子、通信及信息产业中所不可或缺的器件。根据构成材质，电容器可分为陶瓷电容、电解电容、薄膜电容等等。其中陶瓷电容器具有介质损耗低、绝缘电阻高、耐电强度高、稳定性及可靠性高应用更广泛等特点，而陶瓷介质材料又决定了陶瓷电容器的性能，是陶瓷电容器的核心材质。
[0003]近年来，随着电子行业的不断发展，瓷介电容器不断往小型化发展，且品质性能要求越来越高，特别是智能电网建设的及汽车电子行业等。为了使电子产品能够在更宽的环境温度范围内稳定可靠使用，对瓷介电容器的温度特性变化率及介质损耗提出了更高要求。而目前瓷介电容器中使用的介电常数约3500的X7R瓷介电容器介质材料，由于其温度特性变化率一般偏大(约
±
10～15％)，且介质损耗高(约0.9～1.5％)已经逐渐不能满足使用求。因此开发具有更高耐电强度及低介质损耗、低容量温度变化率、可靠性高的瓷介电容器介质材料的制备技术，并实现产业化非常重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料，介电常数在3300～3700之间，同时具有更低容量温度变化率及更低介质损耗、具有更高耐电强度、可靠性高且环保的优势。该材料适应要求产品环保及高品质的市场需求，特别是智能电网建设、汽车电子行业不断发展的需求，确保后续产品在应用领域的可靠运行。
[0005]本专利技术还提供环保低介质损耗的陶瓷介质材料的制备方法，不引入铅元素，具有节能环保的优势。
[0006]本专利技术中，主成分的化学式为(1-y)Ba
1-x
Mg
x
TiO
3-y Y2Ti2O7，化学式中x＝0.005～0.01,y＝0.01～0.05；优选地x＝0.006～0.009，y＝0.02～0.04。
[0007]所述改性掺杂剂选自Bi2SnZrO7、Bi2Ti2O7、CeO2、ZrO2、Al2O3、SiO2、Er2O3、Nb2O5、MnCO3或CuO中的五种或五种以上。优选的，选自Bi2SnZrO7、Bi2Ti2O7、CeO2、ZrO2、Er2O3、Nb2O5或MnCO3中的五种或五种以上。更优选地，选自Bi2SnZrO7、Bi2Ti2O7、CeO2、Er2O3、Nb2O5或MnCO3中的五种或五种以上，其中Bi2SnZrO7和Bi2Ti2O7为必选。
[0008]各组分按照重量百分比计，所述主成分占总重的84～96％，所述改性掺杂剂占总重的4～16％。优选的，所述主成分占总重的86～93％，所述改性掺杂剂占总重的7～14％，更优选的，所述主成分占总重的88～91％，所述改性掺杂剂占总重的9～12％。
[0009]所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成Bi2SnZrO
7 2～7％、Bi2Ti2O
7 1～4％、CeO
2 0.15～0.5％、ZrO
2 0.1～1.0％、Al2O
3 0～
0.4％、SiO
2 0～0.4％、Er2O
3 0.1～0.9％、Nb2O
5 0.5～1.25％、MnCO
3 0.15～0.35％、CuO 0～0.2％。优选地，所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成Bi2SnZrO
7 3～6％、Bi2Ti2O
7 2～4％、CeO
2 0.2～0.4％、ZrO
2 0.3～0.5％、Al2O
3 0.1～0.3％、SiO
2 0.1～0.35％、Er2O
3 0.4～0.8％、Nb2O
5 1～1.25％、MnCO
3 0.2～0.3％、CuO 0.1～0.2％。更优选的，所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成Bi2SnZrO
7 4～5％、Bi2Ti2O
7 3～4％、CeO
2 0.3～0.4％、ZrO
2 0.3～0.4％、Al2O
3 0.1～0.2％、SiO
2 0.2～0.3％、Er2O
3 0.5～0.7％、Nb2O
5 1.1～1.2％、MnCO
3 0.2～0.3％、CuO 0.1～0.2％。
[0010]所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料的制备方法中，(1-y)Ba
1-x
Mg
x
TiO
3-y Y2Ti2O7可以按照以下方法制备，按化学计量比称量BaCO3、MgO、Y2O3、TiO2作为原料，将称量好的原料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨8～12小时，出料烘干、粉碎后在1250～1350℃下煅烧3～5小时合成(1-y)Ba
1-x
Mg
x
TiO
3-y Y2Ti2O7烧块。其中，煅烧温度优选为1280～1320℃，更优选为1300℃。
[0011]原料用到的Bi2SnZrO7和Bi2Ti2O7可以商业购买获得，也可以自制，制备时Bi2SnZrO7按照以下方法获得，按化学计量比称量Bi2O3、SnO2、ZrO2作为原料，将称量好的原料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨3～5小时，出料烘干、粉碎后在1050～1150℃下煅烧2～4小时合成Bi2SnZrO7。其中，煅烧温度优选为1080～1120℃，更优选为1000℃。
[0012]Bi2Ti2O7按照以下方法获得，按化学计量比称量Bi2O3、TiO2作为原料，将称量好的原料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨3～5小时，出料烘干、粉碎后在950～1150℃下煅烧2～3小时合成Bi2Ti2O7。其中，煅烧温度优选为980～1120℃，更优选为1000℃。
[0013]本专利技术中，以步骤A获得的(1-y)Ba
1-x
Mg
x
TiO
3-y Y2Ti2O7烧块作为主成分，再称量Bi2SnZrO7、Bi2Ti2O7、CeO2、ZrO2、Al2O3、SiO2、Er2O3、Nb2O5、MnCO3或CuO中任意五种或五种以上的组分作为改性掺杂剂，将称量好的物料装入球磨罐中，加入去离子水进行研磨，再加入聚乙烯醇溶液作为粘合剂进行干燥造粒，获得所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料。进一步的，对环保低介质损耗的陶瓷介质材料进行烧结可以获得陶瓷基片，材料烧结的温度为1330～1390℃，煅烧时间为2.5～4.5小时，优选为1350-1370℃。
[0014]具体方案如下：
[0015]一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料，所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料由主成分和改性掺杂剂组成，其中，
[0016]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保低介质损耗的陶瓷介质材料，其特征在于：所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料由主成分和改性掺杂剂组成，其中，所述主成分的化学式为(1-y)Ba
1-x
Mg
x
TiO
3-y Y2Ti2O7，化学式中x＝0.005～0.01,y＝0.01～0.05；所述改性掺杂剂选自Bi2SnZrO7、Bi2Ti2O7、CeO2、ZrO2、Al2O3、SiO2、Er2O3、Nb2O5、MnCO3、CuO中的五种或五种以上。2.根据权利要求1所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料，其特征在于：所述主成分占总重的84～96％，所述改性掺杂剂占总重的4～16％。3.根据权利要求1所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料，其特征在于：所述主成分选自0.98Ba
0.99
Mg
0.01
TiO
3-0.02Y2Ti2O7、0.97Ba
0.99
Mg
0.01
TiO
3-0.03Y2Ti2O7、0.96Ba
0.99
Mg
0.01
TiO
3-0.04Y2Ti2O7、0.98Ba
0.991
Mg
0.009
TiO
3-0.02Y2Ti2O7、0.97Ba
0.991
Mg
0.009
TiO
3-0.03Y2Ti2O7、0.96Ba
0.991
Mg
0.009
TiO
3-0.04Y2Ti2O7、0.98Ba
0.992
Mg
0.008
TiO
3-0.02Y2Ti2O7、0.97Ba
0.992
Mg
0.008
TiO
3-0.03Y2Ti2O7、0.96Ba
0.992
Mg
0.008
TiO
3-0.04Y2Ti2O7、0.98Ba
0.993
Mg
0.007
TiO
3-0.02Y2Ti2O7、0.97Ba
0.993
Mg
0.007
TiO
3-0.03Y2Ti2O7或0.96Ba
0.993
Mg
0.007
TiO
3-0.04Y2Ti2O7中一种或多种。4.根据权利要求1-3中任一项所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料，其特征在于：所述改性掺杂剂选自Bi2SnZrO7、Bi2Ti2O7、CeO2、ZrO2、Er2O3、Nb2O5或MnCO3中的五种或五种以上。5.根据权利要求1-3中任一项所述环保低介质损耗的陶瓷介质材料，其特征在于：所述改性掺杂剂相对所述陶瓷介质材料按重量百分比计，由以下组分组成Bi2SnZrO
7 2～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄景林，钟永全，
申请(专利权)人：厦门万明电子有限公司，
类型：发明
国别省市：