[发明专利]用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息材料与元器件技术领域，尤其涉及一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料。

背景技术

随着电子信息终端设备在高温环境下的应用，能适应于高温条件下稳定工作的MLCC成为迫切需要。尤其是在航空航天、汽车工业、勘探和军用移动通讯领域的应用，对高温的环境下MLCC的热稳定性和直流偏压提出了要求，以保障信号失真度小。常用X7R陶瓷材料已不能满足高温环境的使用要求，而一般的X8R陶瓷材料满足了高温使用环境的要求，但其在直流电压下介电常数明显下降。开发具有偏压特性的温度稳定X8R型多层瓷介电容器陶瓷材料成为当前的迫切需要，这也是本专利解决的问题。

根据国际电子工业协会EIA标准，X8R型电容器陶瓷材料，以25℃的电容值为基准，在-55～+150℃的温度范围内，-15％≤ΔC/C₀≤+15％，介质损耗≤2.5％。根据GJB192A-98中规定偏压特性，以25℃时的电容量为基准，在-55℃～125℃范围内，施加额定直流偏压时，-25％≤ΔC/C₀≤+15％。

现在已公开的涉及X8R型电容器陶瓷材料的专利数量很多，但均未涉及到其偏压特性，本发明以GJB192A-98中对偏压特性的规定作为参考，将其使用温度范围扩展为-55℃～150℃，即在该温度范围内，施加2kv/mm的直流电场时，其容值变化率为：-25％≤ΔC/C₀≤+15％。

发明内容

本发明一种用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料，该材料使得陶瓷能够在中温下烧结，并保持良好介电性能、较低的损耗、较高的绝缘电阻率和击穿电压以及良好的温度稳定性和偏压特性。

本发明的用于中温烧结具有偏压特性的温度稳定X8R型MLCC介质材料由主料、副料、改性剂和烧结助剂组成，其中：

所述主料为BaTiO₃；

所述副料为Na_0.5Bi_0.5TiO₃、CaTiO₃和MgTiO₃中一种或两种；

所述改性剂为Nb₂O₅、MnCO₃、CeO₂、SrCO₃、Co₂O₃、Sm₂O₃和Y₂O₃中的四种或四种以上；

所述烧结助剂为ZnO、CaO、H₃BO₃和SiO₂中的三种或四种。

进一步的，所述该温度稳定X8R型MLCC介质材料的制备步骤包括：称量、球磨、烘干和过筛，之后密封储存备用；

其中，按所需的质量比例称取主料、副料、改性剂和烧结助剂于球磨罐中，以去离子水为介质进行混合球磨，为时5～8小时；烘干温度为110～120℃；过筛目数为100。

进一步的，所述BaTiO₃的纯度≥99.8wt％，粒度D50为0.6～0.8μm。

进一步的，所述Na_0.5Bi_0.5TiO₃的制备方法是：

步骤1，将Bi₂O₃、Na₂CO₃和TiO₂按1.01：1.01：4的摩尔比转化为质量比称取，获取第一原材料；

步骤2，用无水乙醇作为介质对所述第一原材料进行混合球磨，球磨时间为8～12小时，获得第一球磨混合材料；

步骤3，对所述第一球磨混合材料在温度为80～90℃的条件下进行6～8小时的烘干处理，获得第一烘干材料；

步骤4，对所述第一烘干材料进行筛孔目数为100的过筛处理，然后在温度为800-850℃、保温时间为2～3小时的条件下进行煅烧，得到所述Na_0.5Bi_0.5TiO₃。

进一步的，所述CaTiO₃的制备方法是：

步骤1，将CaCO₃和TiO₂按1:1的摩尔比转化为质量比称取，获取第二原材料；