[发明专利]一种超宽温低损耗无铅陶瓷电容器介电材料

说明书

一种超宽温低损耗无铅陶瓷电容器介电材料及其制备方法，属于电子信息材料的技术领域。化学式(1‑x)[0.94(0.75Bi_1/2Na_1/2TiO₃–0.25NaNbO₃)–0.06BaTiO₃)]–xCaZrO₃，0.10≤x＜0.15。按照金属元素的摩尔比称取Bi₂O₃、Na₂CO₃、BaCO₃、TiO₂、Nb₂O₅、CaO和ZrO₂作为起始原料。首次球磨后，预烧。预烧后粉体研碎，球磨，烘干后研磨成粉，以聚乙烯醇水溶液作为粘结剂造粒，压制成型，排胶，高温烧结，随炉冷却。本发明的介电材料具有在超宽的温度范围内保持优异的电容温度稳定性，且在整个温度区介电损耗都低于3％。

技术领域

本发明涉及一种超宽温高稳定低损耗的无铅电容器陶瓷介电材料及其制备方法，主要应用于多层陶瓷电容器等表面贴装电子元器件，属于电子信息材料的技术领域。

背景技术

多层陶瓷电容器是电子信息装备的重要基础元器件，也是全球需求量最大的表面贴装电子元器件。近年来，随着电子信息装备的飞速发展，对多层陶瓷电容器高温段工作温度范围提出更高要求，尤其是石油钻井、混合动力车辆、航天探测与核工业装备中的耐高温电子设备等，都是在极端环境下(大于200℃)长时间运行，这就需要这些电子设备中的电子元器件工作温度范围能延伸到200℃以上，甚至更高。因此，研究耐高温多层陶瓷电容器介电材料是目前电子元器件发展的一个重要方向。

当前，用于制造高温多层陶瓷电容器的商用介电材料仍然以钛酸钡(BaTiO₃)为主要基体，通过在其中掺入高居里点物质，如钛酸铋钠(Bi_0.5Na_0.5TiO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)等，使其居里点向高温方向移动，从而制备出宽温高稳定性陶瓷介质材料。但是，由于BaTiO₃本征的低居里点(120℃)，所以很难使以BaTiO₃为基体的材料电容温度变化率△C/C25℃≤±15％高温上限延伸到200℃以上。近期，有研究者发现通过将Bi_0.5Na_0.5TiO₃与NaNbO₃复合可以成功制备出一种室温介电常数达到1000，且电容温度变化率(△C/C25℃≤±15％)高温上限延伸到350℃以上的介电材料Bi_0.5Na_0.5TiO₃-NaNbO₃(Xu Qi等，JOURNAL OF THEAMERICAN CERAMIC SOCIETY卷:98期:10页:3119-3126出版年:OCT 2015)。但是，该体系材料的缺点是在高温时(≥250℃)介电损耗过大(＞5％)。高介电损耗会影响陶瓷电容器的工作稳定性，因而制约了该体系材料在超高温领域陶瓷电容器方面的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的陶瓷介质材料很难同时满足宽工作温度范围内的电容温度稳定性(△C/C_25℃≤±15％)与低介电损耗(tanδ≤5％)，而提供一种超宽温高稳定且在高温时仍具有较低介电损耗的无铅电容器陶瓷介质材料及其制备方法，该电容器陶瓷具有在超宽的温度范围内(-55℃-350℃)在保持优异的电容温度稳定性(△C/C_25℃≤±15％)同时，且在整个温度区间(-55℃-350℃)样品的介电损耗都低于3％。

本发明通过如下技术方案予以实现。