【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料及其制备方法，属于电子元器件陶瓷材料。
技术介绍
1、陶瓷电介质电容器具有快速充放电、高功率密度、抗循环老化、耐高温和高压等优点，在脉冲功率电源、高功率电子器件等领域有广阔的应用。陶瓷电容器的重要参数包括电容-电场关系、介电常数、介电损耗、容温变化率和使用温度范围等。介电损耗大的材料不仅消耗更多电能，而且损耗产生的热会导致器件更易于失效。比如，根据eia标准，x6r、x7r、x9r陶瓷电容器要求在高温达到105℃、125℃和200℃时容温变化率|δc/c25℃|≤±15％；介电损耗小于0.05。
2、电容器的电容值c和所用介电材料的相对介电常数εr的关系是：c＝ε0εrs/d(ε0是真空电容率)，其中s为电容器电极面积、t为介电材料厚度，即相对介电常数随温度的变化直接决定了电容器的容温变化率。
3、现有技术中，温度稳定型陶瓷电容器和广泛使用的多层陶瓷电容器(mlcc)所用陶瓷介电材料主要有两类，一是含铅的介电材料，二是钛酸钡基的核-壳结构材料。由于铅元素对于人类和环境具有危害性，基于环境和健康考虑，钛酸钡基的核-壳结构材料是温度稳定型陶瓷电容器和mlcc主要的介质材料。然而由于纯钛酸钡在～120℃存在相变，影响了其电容稳定性，限制了其在高温条件下的使用。因此，开发具有更高使用温度陶瓷电容器介质(介电)材料非常重要。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术目的之一是提供一种配方简单的未充满型钨青铜结构低损耗
2、本专利技术目的之二是提供一种电容器用陶瓷介电材料的制备方法，具体是：先将一定摩尔比的原料粉体混合并研磨均匀，得到混合物；再将混合物进行预烧再细磨，制得预烧粉体；进一步地，将粘结剂加入至预烧粉体中并造粒，再经压制成型得到素坯；最后将素坯经排胶后烧结，得到陶瓷介电材料。该陶瓷介电材料的制备方法不限于本方法，使用高温共烧技术等新型陶瓷制备技术均可产生类似的或者更优的性能。
3、为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：
4、一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，结构通式为anb2o5-bcao-csro-dbao-ela2o3-fnd2o3-gna2o，其中，a≥0.5，b≥0.1，c≥0.1，d≥0.1，e≥0，f≥0，g≥0。
5、专利技术人经研究发现，在本申请特定组成的材料中，引入la、nd元素利于提高介质体系的介电常数；引入ca、na元素利于降低材料的介电损耗和降低成本。
6、无机材料的元素及系数对材料性能的影响是非常大的，专利技术人经实验发现，若去掉本申请材料结构的中ca元素，则其介电损耗显著增加，容温稳定性明显变差；若去掉ca元素引入pb元素或引入k、ag元素，介电损耗均显著增加，容温稳定性明显变差，高温极限值明显降低，且环保性变差，成本提高。
7、本申请所用原料成本低廉易得、安全性好，无需采用成本较高的ce、y等，也无需采用有毒的y、gd、ce、mn等。可以更好地满足不同客户多样性的需求。
8、作为本申请优选的技术方案，结构式anb2o5-bcao-csro-dbao-ela2o3-fnd2o3-gna2o中：a＝0.5，b＝0.125，c＝0.125，d＝0.125，e＝0.0625，f＝0，g＝0；或者，a＝0.5，b＝0.125，c＝0.125，d＝0.125，e＝0，f＝0.0625，或者，g＝0；a＝0.5，b＝0.1，c＝0.1，d＝0.1，e＝0.05，f＝0，g＝0.05；或者，a＝0.5，b＝0.1，c＝0.1，d＝0.1，e＝0，f＝0.05，g＝0.05。
9、上述未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，介电常数在25℃时大小可调，介电损耗为0.001～0.003。材料的电容温度变化率满足|δc/c25℃|≤±15％的最高温度可达220℃。介电损耗直至400℃低于0.05。
10、将上述未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，经机械加工成所需尺寸，再经表面抛光，并被覆电极、焊接引线，制成陶瓷电容器元件。
11、上述未充满型钨青铜结构低损耗介电材料的制备方法，包括如下步骤：
12、(1)按照结构通式组成称取nb2o5粉体、b粉体、c粉体、d粉体、la2o3粉体、nd2o3粉体和g粉体，混合并研磨均匀，得到混合物；其中，b粉体为caco3粉体或者cao粉体；c粉体为sro粉体或者srco3粉体；d粉体为bao粉体或者baco3粉体；g粉体为na2o粉体或者na2co3粉体；
13、(2)将混合物进行预烧再细磨，制得预烧粉体；
14、(3)将粘结剂加入至预烧粉体中并造粒，再经压制成型得到素坯；
15、(4)将素坯经排胶(排除坯体中的粘结剂等有机物质)后烧结，自然冷却至室温，得到通式为anb2o5-bcao-csro-dbao-ela2o3-fnd2o3-gna2o的陶瓷介电材料。
16、步骤(3)中粘结剂为聚乙烯醇，加入量为预烧粉体质量的5wt％。
17、上述各步骤均在空气氛围中进行。
18、为了确保材料性能，上述步骤(1)中各粉体的纯度均＞99.0％。
19、上述步骤(1)和步骤(2)中的研磨和细磨均采用湿式球磨法，磨球可以采用铁球、玛瑙球或氧化锆球等。
20、为了提高材料均匀性，上述步骤(1)研磨时，物料:磨球:水(或酒精)的质量比为1:2～4:0.5～1，研磨时间为6～48小时；步骤(2)细磨时，预烧粉体:磨球:水(或酒精)的质量比为1:2～4:0.5～1，细磨时间为6～48h，细磨后，于100～120℃下烘干，过40目筛，制得预烧粉体。
21、为了进一步确保材料的综合性能，步骤(2)中，预烧的升温速率为3℃/分钟，温度为800℃，保温时间为3h；步骤(4)中，排胶的升温速率为3℃/分钟，温度为800℃，时间为2h；烧结的升温速率为3℃/分钟，温度为1300℃，保温时间为3h。
22、为了进一步确保材料的强度等性能，上述步骤(3)中，压制成型的压力为400～500mpa。
23、本专利技术的原理如下：本专利技术采用将一定摩尔比的原料混合，可以通过各原料之间的比例关系来调整制成的陶瓷介电材料的介电常数；la、nd元素来提高介质体系的介电常数；引入ca、na元素来降低材料的介电损耗。多种元素的协同效益降低了体系的介电损耗。
24、本专利技术未提及的技术均参照现有技术。
25、有益效果：
26、(1)本专利技术未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，具有介电常数可调、低介电损耗、容温变化率小，可用于陶瓷电容器和mlcc；
27、(2)本专利技术未充满型钨青铜结构低损耗介电材料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：其结构通式为aNb2O5-bCaO-cSrO-dBaO-eLa2O3-fNd2O3-gNa2O，其中，a≥0.5，b≥0.1，c≥0.1，d≥0.1，e≥0，f≥0，g≥0。
2.根据权利要求1所述的一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：a＝0.5，b＝0.125，c＝0.125，d＝0.125，e＝0.0625，f＝0，g＝0；或者，a＝0.5，b＝0.125，c＝0.125，d＝0.125，e＝0，f＝0.0625，或者，g＝0；a＝0.5，b＝0.1，c＝0.1，d＝0.1，e＝0.05，f＝0，g＝0.05；或者，a＝0.5，b＝0.1，c＝0.1，d＝0.1，e＝0，f＝0.05，g＝0.05。
3.根据权利要求1或2所述的一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：25℃的介电损耗≤0.003。
4.根据权利要求1或2所述的一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：容温变化率|ΔC/C25℃|≤±15％的最高温度≥200℃。
5.一种权利要求
6.一种权利要求1-4任意一项所述的未充满型钨青铜结构低损耗介电材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中各粉体的纯度均＞99.0％。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中的研磨和细磨均采用湿式球磨法，步骤(1)研磨时，物料:磨球:水或酒精的质量比为1:2～4:0.5～1，研磨时间为6～48小时；步骤(2)细磨时，预烧粉体:磨球:水或酒精的质量比为1:2～4:0.5～1，细磨时间为6～48h，细磨后，于100～120℃下烘干，过40目筛，制得预烧粉体。
9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，预烧的升温速率为3℃/分钟，温度为800℃，保温时间为3h；步骤(4)中，排胶的升温速率为3℃/分钟，温度为800℃，时间为2h；烧结的升温速率为3℃/分钟，温度为1300℃，保温时间为3h。
10.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，压制成型的压力为400～500MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：其结构通式为anb2o5-bcao-csro-dbao-ela2o3-fnd2o3-gna2o，其中，a≥0.5，b≥0.1，c≥0.1，d≥0.1，e≥0，f≥0，g≥0。
2.根据权利要求1所述的一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：a＝0.5，b＝0.125，c＝0.125，d＝0.125，e＝0.0625，f＝0，g＝0；或者，a＝0.5，b＝0.125，c＝0.125，d＝0.125，e＝0，f＝0.0625，或者，g＝0；a＝0.5，b＝0.1，c＝0.1，d＝0.1，e＝0.05，f＝0，g＝0.05；或者，a＝0.5，b＝0.1，c＝0.1，d＝0.1，e＝0，f＝0.05，g＝0.05。
3.根据权利要求1或2所述的一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：25℃的介电损耗≤0.003。
4.根据权利要求1或2所述的一种未充满型钨青铜结构低损耗介电材料，其特征在于：容温变化率|δc/c25℃|≤±15％的最高温度≥200℃。
5.一种权利要求1-4任意一项所述的未充满型钨青铜结构低损...
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