[发明专利]一种高温稳定X9R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能陶瓷材料技术领域，特别是指一种高温稳定X9R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法。 

背景技术

多层陶瓷电容器（以下简称MLCC）是片式元件的一个重要门类，由于具有结构紧凑、体积小、比容高、介电损耗低、价格便宜等诸多优点，被大量应用于汽车、计算机、移动电话、扫描仪、数码相机等电子产品，在航天航空、兵器、船舶、军用通信等军用电子设备的应用也越来越广泛。MLCC特别适合片式化表面组装，可大大提高电路组装密度，缩小整机体积，这一突出特性使MLCC成为当今世界上发展最快、用量最大的片式电子元件。 

近年来，随着电子信息设备在各行各业的普及和广泛应用，尤其是在一些特殊领域和极端环境下的应用，对MLCC的工作温度范围和介电温度变化率性能提出了更高的要求。在汽车控制领域中，如发动舱内安装的发动机电子控制单元(ECU)、防抱死系统(ABS)、空气/燃料比例控制模块等，要求MLCC的高温工作温度范围达到150℃以上。同时，在航空电子学、自动电子学、环境检测学等多领域中，都要求电子系统可以在极端苛刻的条件下正常工作，这就要求MLCC的高温工作温度延伸到150℃以上，甚至200℃以上。显然，X7R、X8R型MLCC器件不能胜任，由于它们对应的使用温度上限分别为125℃和150℃，现有的纯钛酸钡在高于居里温度（大约在125℃）介电常数急剧 下降，MLCC电容稳定性差，不适合直接做X9R陶瓷介质材料。因此制备高温稳定X9R型MLCC介质材料具有重要的实际应用价值，发展前景十分广阔。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高温稳定X9R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法通过对钛酸钡陶瓷掺杂改性，实现下述目的： 

（1）提高钛酸钡基陶瓷材料的居里温度，使之能适应更高的环境温度； 

（2）扁平化钛酸钡基陶瓷材料的居里峰，使之在工作温度范围内，介温稳定性符合X9R特性要求； 

（3）复合施主和受主掺杂，降低X9R介质材料的损耗。 

本发明采用如下的技术方案： 

一种高温稳定X9R型多层陶瓷电容器介质材料，其原料组分及百分比含量为：100{[xBaTiO₃-(1-x)Bi_yNa_zTiO₃]+awt%Nb₂O₅}+bwt%CaSiB₂O₆+cwt%RE₂O₃+dwt%BaMnO₃+ewt%TMO; 

其中：x=0.05～0.1，y=0.4～0.6，z=0.4～0.5，为[xBaTiO₃-(1-x)Bi_yNa_zTiO₃]的摩尔百分比含量; 

a=0.6～1.2，b=2～4，c=0～0.5，d=0～0.15，e=0-0.3，a，b，c,d,e均是在100[xBaTiO₃-(1-x)Bi_yNa_zTiO₃]基础上，外加原料的质量百分比含量; 

RE为La，Ce或者Nd的一种或多种,TM为Zn或者Mg的一种或多种。 

进一步的，Bi_yNa_zTiO₃为Bi_0.5Na_0.5TiO₃、Bi_0.6Na_0.4TiO₃或Bi_0.4Na_0.5TiO₃。 

进一步的，钙硼硅的氧化物摩尔比为：Ca:B:Si=1:1:2。 

进一步的，钡锰氧化物的摩尔比为：Ba:Mn=1:1。 

一种高温稳定X9R型多层陶瓷电容器介质材料的制备方法，其特征在于,包括如下步骤： 

步骤1,按分子式[xBaTiO₃-(1-x)Bi_yNa_zTiO₃]，其中的摩尔比x为0.05～x=0.05～0.1，y=0.4～0.6，z=0.4～0.5进行配料、球磨、干燥，粉碎过40目筛网，在1100～1200℃温度煅烧2～8小时合成共融化合物；