[发明专利]一种低温烧结低损耗陶瓷电容器介质材料

说明书

技术领域

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种低温烧结低损耗陶瓷电容器 介质材料及制备方法。

背景技术

近十年来，随着微电子技术、光电子技术、信息技术等先进技术的发展以及高纯超粉体 技术、厚膜与薄膜技术的逐渐完善，电子材料的发展趋势和方向主要体现在，小型化与微型 化、高频化与频率系列化、集成化与模块化和无铅化与环境协调性。近年来，随着环境保护 和人类社会可持续发展的需求，研发新型环境友好的压电陶瓷已成为各个国家致力研究的热 点之一。

Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₅(BZN)系介质材料以Bi₂O₃、ZnO、Nb₂O₅为主要原材料，其晶体结构和 相组成相对简单，该体系具有烧结温度低(<1000℃)、介电常数温度系数可调、介电常数高 (80-210)、介电损耗小、频率特性好、绝缘电阻高、介电常数温度系数调整范围宽等优点， 并且不与Ag内电极浆料起反应，可采用低钯含量的银钯浆料作为内电极，可应用于低温共 烧陶瓷(LTCC)的制备，并大大降低多层器件的成本。

随组分变化，BZN体系陶瓷存在两个具有不同介电性能的主要结构：Bi_1.5ZnNb_1.5O₇(α-BZN)立方焦绿石(ε_r≈150,tanδ≤4×10^-4,TCC≈-400×10^-6/℃)和Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇(β-BZN)单斜钛 锆钍结构(ε_r≈80,tanδ≤2×10^-4,TCC≈170×10^-6/℃)。两相具有符号相反的电容量温度系数。然而， 为满足实际应用，调解体系的温度系数，进一步提高体系的介电常数，成为研究者努力的方 向。

发明内容

本发明的目的，是为满足实际应用，提供一种温度系数可调，进一步提高体系的介电常 数，低温烧结低损耗陶瓷电容器介质材料及制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种低温烧结低损耗陶瓷电容器介质材料，其化学式为(Bi_1.5Zn_0.15Ca_0.35)(Zn_0.5Nb_1.45Sn_0.05)O₇。

低温烧结温度稳定型陶瓷电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)将原料Bi₂O₃、Nb₂O₅、CaCO₃、ZnO、SnO₂按(Bi_1.5Zn_0.15Ca_0.35)(Zn_0.5Nb_1.45Sn_0.05)O₇化 学式称量配料；

(2)将步骤(1)配制的粉料放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨4小时；将 球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干，烘干后过40目筛，获得颗粒均匀的粉料；

(3)将步骤(2)处理后的粉料于750℃下煅烧4小时，合成主晶相；

(4)在步骤(3)合成主晶相的粉料中外加质量百分比为0.75％的聚乙烯醇，放入球磨罐 中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干后过80目筛，再用粉末压片机以4MPa 的压力压成坯体；

(5)将步骤(4)成型后的坯体于925～1000℃烧结，制成低温烧结温度稳定型陶瓷电容器 介质材料；

(6)测试制品的高频介电性能。

所述步骤(2)和步骤(4)选取的烘干温度为100℃。

所述步骤(2)和步骤(4)的陶瓷粉体与氧化锆球、去离子水的质量比为1∶1∶2。

所述步骤(4)的坯体为Φ10mm×1mm的圆片。

所述步骤(5)的烧结温度为950℃，保温4小时。