[发明专利]一种BaTiO3 基无铅X8R 型陶瓷电容器介质材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及陶瓷电容器介质材料领域，特别涉及一种环保、温度稳定的X8R型陶瓷电容器介质材料及制备方法。

【背景技术】

随着信息技术和电子科学技术的飞速发展，对电子设备提出更高的使用要求，例如轻型化，片式化以及小型化，多层陶瓷电容器(MLCC)正因这些原因应运而生。目前，我们常用的制备多层陶瓷电容器的介质材料是BaTiO₃基陶瓷。钛酸钡在室温下的介电常数可达到1500～3000，同时在生产和应用过程中不会对环境产生污染，因此很适合用于介电材料。然而，BaTiO₃的居里温度约为120℃，高于居里温度时介电常数急剧下降，介电损耗大，影响到陶瓷电容器的温度稳定性，因此，必须对钛酸钡进行掺杂改性。经过适当的掺杂改性后的钛酸钡基陶瓷材料具有高介电常数，低损耗和热膨胀系数小的特点。

近年来，多层陶瓷电容器已经开始逐步进入汽车电子应用领域，诸如发动机控制单元(ECU)、防抱死制动系统(ABS)、燃油喷射程控模块(PGMFI)等，使用温度可达+150℃，要满足这样的使用环境，需要耐受多次高温运行以及大量热冲击。然而，钛酸钡基材料的电容-温度特性具有一定的局限性，当温度超过120℃时，其容温变化率(△C/C_20℃)超过15%，无法提供稳定的介电性能。具有EIA(Electronic Industries Association，美国电子工业协会)X7R特性(-55℃～+125℃，△C/C_20℃≤±15%，其中△C是以20℃时的电容量C_20℃为基准的其他温度点的电容量C变化△C=C-C_20℃)的MLCC难以满足上述的高温条件下的工作要求。因此，开发研制到EIA X8R标准（-55℃～+150℃，△C/C_20℃≤±15%）MLCC受到了普遍的关注。

虽然，BaTiO₃基无铅X8R型陶瓷电容器介质材料已经得到广泛关注，但是，将Bi_0.5K_0.5TiO₃和BaNb₂O₆共掺杂BaTiO₃得到温度稳定的X8R型陶瓷电容器介质材料还鲜有报道。鉴于此，实有必要提供一种可以解决上述问题的BaTiO₃基环保X8R型陶瓷电容器材料及制备方法。

【发明内容】

本发明的目的在于是提供一种BaTiO₃基无铅X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法，通过本发明方法制得的X8R型陶瓷电容器材料，不但制备工艺简单，材料成本低，而且具有较高的介电常数、低的介电损耗、体电阻率大、良好温度稳定性，有可能成为替代铅基陶瓷材料成为多层陶瓷电容器在技术和经济上兼优的重要候选材料。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种BaTiO₃基无铅X8R型陶瓷电容器介质材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：制备BaTiO₃、Bi_0.5K_0.5TiO₃和BaNb₂O₆备用；按照摩尔比1:1称取BaCO₃和TiO₂混合形成混合物A；按照摩尔比1:1:4称取Bi₂O₃，K₂CO₃和TiO₂混合形成混合物B；按照摩尔比1:1称取BaCO₃和Nb₂O₅混合形成混合物C；

步骤二：取混合物A、B、C，分别与锆球石及去离子水，按照质量比为1:1:1混合后依次进行球磨、烘干、压块后，置于马弗炉中分别于1150℃保温2小时，950℃保温3小时，1000℃保温2小时，分别形成纯相的BaTiO₃，Bi_0.5K_0.5TiO₃和BaNb₂O₆粉体，备用；