[发明专利]高介电常数陶瓷粉料及所制得的陶瓷电容器及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高介电常数陶瓷粉料及利用这种高介电常数粉料所制得的圆片陶瓷电容器，特别是涉及具有2F4特性的高介电常数陶瓷粉料及利用这种粉料所制得的圆片陶瓷电容器。

背景技术

目前，中高压圆片陶瓷电容器广泛应用于中高压电子线路和电力设备，如彩色电视机、激光器、电力阻断器、微波炉、等电器设备中的电容器，其市场较为广阔。为了适应电子产品的小型化技术的发展，在保证圆片电容器的适用性和高性能的前提下尽可能提高电容器的介电常数，以减小圆片电容器的体积，这对电容器的制造工艺和对原材料的选择提出了较高的要求。目前，国内生产使用的具有2F4特性(所谓2F4特性是指-25℃～+85℃，ε/ε20℃在+22％～-82％)的电子陶瓷粉料主要是采用BaTiO₃体系的瓷料，但使用的瓷料最高介电常数小于15000，烧结温度在1320℃以上，耐压特性VDC在5-6kv/mm，VAC在2.5-3kv/mm左右。

上述现有技术的缺点是：一是介电常数偏低，电容器稳定性差，耐压特性一般，不能适应元件小型化的特点。二是瓷料烧结温度偏高，一般在1320℃以上烧结，增加了生产成本，原因是：采用的材料与配方的匹配性以及添加物的种类、数量等造成。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种高介电常数陶瓷粉料，该高介电常数粉料具有2F4特性。

另一方面，本发明还提供了由上述高介电常数陶瓷粉料制造的圆片陶瓷电容器以及制备陶瓷电容器的方法。

一种高介电常数陶瓷粉料，其包括第一组分BaTiO₃、第二组分BaZrO₃、第三组分CaZrO₃，其特征在于：还包括总含量占陶瓷粉料重量百分含量为0.1％～2.0％的第四组分，第四组分选自MnCO₃、MnO₂、ZnO、Sm₂O₃、CuO、CeO₂、中的一种或两种以上。

进一步来说，所述第一组分BaTiO₃占陶瓷粉料重量百分含量的80％～95％，且该组分中Ba∶Ti摩尔比的范围为1∶0.90～1.10；所述第二组分BaZrO₃占陶瓷粉料重量百分含量的4.5％～15％，且该组分中Ba∶Zr摩尔比的范围为1∶0.90～1.10；所述第三组分CaZrO₃占陶瓷粉料重量百分含量的0.5％～3.0％，且该组分中Ca∶Zr摩尔比的范围为1∶0.90～1.10。

具体地来说，所述第一组分BaTiO₃是把BaCO₃、TiO₂按比例球磨混合均匀后，在1150～1250℃煅烧2～5小时后获得；所述第二组分BaZrO₃是把BaCO₃、ZrO₂按比例球磨混合均匀后，在1150～1250℃煅烧2～5小时后获得；所述第三组分CaZrO₃是把CaCO₃、ZrO₂按比例球磨混合均匀后，在1170～1270℃煅烧2～5小时后获得。

一种以上述高介电常数陶瓷粉料所制得的陶瓷电容器。

一种如上所述的陶瓷电容器的制备方法，包括以下步骤：将所述陶瓷粉料的各组分湿磨均匀，磨细后干燥，进行干压成型、挤压或扎膜成型制得生坯；然后依次进行排胶、烧结、超声波清洗；最后进行分选、印银、还原、测试、包封；所述排胶温度是280～400℃，烧结温度是1250℃～1290℃，烧结时间为1～3小时。

对采用本发明上述陶瓷粉体的圆片电容器产品进行测试，其各项技术指标均符合国标2F4标准，主要特征参数为：

介电常数(20℃，1kHz)：17000～20000

介质损耗(20℃，1kHz)：＜80×10^-4

绝缘性能：＞10¹⁰

抗电强度：V_DC·＞6.0kv/mm，V_AC·＞3.2kv/mm

温度特性：-25℃～+85℃   IΔε/ε20℃I在+22％～-82％

烧结特性Ts：1250℃～1290℃