[发明专利]陶瓷材料和包括陶瓷材料的电容器

说明书

技术领域

提出一种适合于多层工艺中的电容器的陶瓷材料和一种包括该陶瓷材料的电容器，所述电容器优选地适合于高功率应用。电容器能够在AC/DC-或DC/DC转换器中用作为滤波元件。

背景技术

陶瓷电容器包括至少两个电导体，在所述电导体之间设置有介电的(绝缘的)陶瓷层。陶瓷电容器的特性主要通过陶瓷介电质的极化特性来确定。作为热电的表示下述材料，所述材料在不存在电场的情况下具有自发极性。如果通过施加电场(或机械应力)，自发极性的方向能够发生改变，那么材料称作为是铁电的。当从顺电相中相位过渡时铁电材料的离子并非相互平行地、而是相互反平行地移动，那么该材料称作为反铁电的。

迄今主要用于压电元件的陶瓷材料是锆钛酸铅体系(Pb(Zr_xTi_1-x)O₃或PZT)。所述体系表示反铁电的锆酸铅(PbZrO₃)和铁电的钛酸铅(PbTiO₃，PTO)的固定的解决方案(无空位的混晶列)，其根据组成能够具有铁电的和反铁电的特性。相位表(图1)示出，PZT体系的居里温度和晶体对称性与其组成相关。FT和FR是铁电的四方晶相或菱面体相。PC表示顺电的立方晶相。AO和AT表示反铁电的正交晶相或四方晶相。HT表示高温晶相，LT表示低温晶相。基于PTO，居里点在钛离子通过锆离子取代的情况下从490℃(Tc(PTO)下降到230℃(Tc(PZO)；在此，对称性从FT经由FR改变至AO(在室温下)。在TC之上，PZT是顺电的。在低于居里温度时，近似出现立方结构的畸变，更确切地说与Zr/Ti比例相关。这就是说，富含Ti的PZT混晶在室温下是铁电的和四方晶的，相反地，富含Zr的PZT混晶是反铁电正交晶的(O相)或铁电菱面体的。PZT材料迄今主要用于压电元件，例如压电致动器。对此所需要的压电特性尤其表现在所谓的准同型相界(“morphotropic phase boundary”；MPB)，所述准同型相界分开两个FE相(FT和FR)；在此，仅在Zr/Ti比例轻微变化之后形成两个不同的晶体结构。MPB位于PbZr_0.6Ti_0.4O₃和PbZr_0.55Ti_0.45O₃之间。

WO 2011/085932A1公开一种电容器，所述电容器包括加热元件和介电层和包括在介电层之间设置的内电极的电容器区域，其中加热元件和电容器区域导热地彼此连接。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于，提供一种适合用于多层工艺中的电容器的、具有改进的特性的陶瓷材料。

该目的通过用于多层工艺中的电容器的陶瓷材料来实现，所述陶瓷材料的通式为：

Pb_{(1-1.5a-0.5b+1.5d+e+0.5f)}A_aB_b(Zr_1-xTi_x)_(1-c-d-e-f)Li_dC_eFe_fSi_cO₃+y·PbO(I)，

其中：

A选自：La,、Nd、Y、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Yb；

B选自Na、K和Ag；

C选自Ni、Cu、Co和Mn；并且

0<a<0.12；

0.05≤x≤0.3；

0≤b<0.12；

0≤c<0.12；

0≤d<0,12；

0≤e<0.12,

0≤f<0.12,

0≤y<1，

其中：

b+d+e+f>0。