[发明专利]一种温度稳定型高频介电常数材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容器等元器件用的介电材料，尤其涉及一种温度稳定型高频介电常数材料及其制备方法。

背景技术

介电材料在电力与电子工程技术中有着非常广泛的应用。

电容器是电子、电力工业中一种常用的电子、电器元器件，它的用途十分广泛，电容器是储存从电路中得到的电荷的器件，它可以使信号的波动趋于平滑，积蓄电荷使电路的其余部分免遭破坏，储存的电荷供以后分配、使用，甚至还可以改变电信号的频率，电容器的设计原则是使电荷储存在两个导体之间的介电材料中。

电子与电力设备的快速发展对电容器等元器件的温度稳定性提出了更高的要求。在电容器结构和工艺条件确定的情况下，电容器的温度稳定性主要由介电材料的介电常数温度系数决定。因此，提高介电材料的温度稳定性是制备温度稳定型电容器的关键。

高频介电材料是用于制造I类陶瓷电容器的材料，对用于温度稳定性高频电容器的高频介电材料，通常要求其介电常数温度系数小于±30ppm/℃。

此外，在美国专利US-005403797A公开了一种陶瓷材料，陶瓷材料的基本组成是BaTiO₃-Y₂O₃-MgO-V₂O₅。该材料基本满足I类陶瓷电容器的性能要求，但是烧结温度过高（＞1350℃），导致生产成本较高。另外，该专利中，陶瓷材料的介电温度系数较大，在-55～25℃时接近1.8x10³ppm/℃。

因此，有必要提供一种新的高频介电材料，来克服现有技术中存在的上述缺陷。

发明内容

本发明提供了一种温度稳定型高频介电常数材料，该温度稳定型高频介电材料在1MHz～10MHz下的介电常数为150～160，在-60～30℃的温度范围内具有近零的介电常数温度系数，温度稳定性好。

一种温度稳定型高频介电常数材料，化学表达式为Ba₄Nd₂Fe₂(Nb_0.9Ta_0.1)₈O₃₀。

本发明还提供了所述的温度稳定型高频介电常数材料的制备方法，包括：

（1）将原料BaCO₃、Nd₂O₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅和Ta₂O₅按化学式Ba₄Nd₂Fe₂(Nb_0.9Ta_0.1)₈O₃₀称量配料；

（2）将原料混合后研磨，研磨结束后烘干、过筛，制得陶瓷粉料；

（3）将所述的陶瓷粉料于1000～1300℃煅烧2～6小时后，依次对陶瓷粉料进行研磨、烘干、过筛；

（4）将步骤（3）制得的粉料压制成胚体，于1200～1300℃空气气氛中烧结2～6小时，制得所述温度稳定型高频介电常数材料。

颗粒愈细，能够增大比表面积，增加表面能，有利传质，促进烧结，研磨时可采用球磨。步骤（2）中，原料研磨时，可控制粒径为1μm～125μm。步骤（3）中，陶瓷粉料研磨后，控制粒径为10μm～125μm，优选为75μm～125μm。

煅烧的目的是使原料发生固相反应：

4BaCO₃+Nd₂O₃+Fe₂O₃+3.6Nb₂O₅+0.4Ta₂O₅=Ba₄Nd₂Fe₂(Nb_0.9Ta_0.1)₈O₃₀+4CO₂↑