[发明专利]一种抗还原巨介电常数低损耗高阻值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，具体涉及一种满足还原气氛烧结要求且具有巨介电常数、较高绝缘电阻率、较低损耗的温度稳定型X8R型陶瓷电容器介质材料及其制备方法。

背景技术

片式多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitor，简称MLCC)作为基础电子元器件，应用领域广泛。钛酸钡(BaTiO₃)基温度稳定型MLCC用介质材料因其对环境无害，一直是研究的热点，

传统MLCC采用中温烧结工艺，与之匹配的内电极采用用Pt、Pd等贵金属作为内电极材料，这占据MLCC制造成本60％～70％。随MLCC向着大容量化发展，其内部介质层数增加，内电极层数也随之增加，MLCC制造成本不断提高。采用镍金属作为内电极成本为银钯电极的二十分之一，极大地减少了成本。镍金属内电极多层陶瓷电容器(Ni-MLCC)具有电阻率低、减少内外电极等效电阻等优点，但需在还原气氛下烧结以防止镍电极被氧化，BaTiO₃在还原气氛下烧结会出现半导体化，绝缘电阻率下降，成为半导体，失去介质性能。因此制作Ni-MLCC关键在于研制出镍电极共烧匹配抗还原介质材料。

巨介电常数(ε>10³)介质材料是制作高性能储能器件的理想材料，可应用在髙介MLCC，固态超级电容器等领域。现如今，绝大多数巨介电常数介质材料损耗普遍较高(>0.1)，绝缘电阻率不高，调节介质损耗往往带来温度稳定性的恶化，难以应用。因此，制备出一种低损耗高绝缘电阻率的巨介材料显得十分重要。

发明内容

本发明的目的，在于克服现有钛酸钡基陶瓷电容器采用镍金属内电极与还原气氛下烧结钛酸钡出现的半导化问题，并解决巨介电常数介质材料中存在的介电损耗与稳定性之间的不匹配问题；同时，避免生产或者合成组分中含铅、危害环境的问题。提供一种具有优异的介电性能和较高绝缘电阻的巨介电常数X8R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种抗还原巨介电常数低损耗高阻值陶瓷电容器介质材料，以BaTiO₃粉体为基料，在此基础上，外加质量百分比为0.3～0.8％的Na_0.5Bi_0.5TiO₃；0.6～1.5％的(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x，其中x＝0.6～0.8；0.1～0.5％的(MnO)_1-y(NbO_2.5)_y，其中y＝0.4～0.6；1.0～3.0％的CaZrO₃；

所述的Na_0.5Bi_0.5TiO₃，是将Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂按摩尔量比为1:1:4合成；

所述(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x化合物，是将NiO和Nb₂O₅按摩尔比1-x：x/2，其中x＝0.6～0.8合成；

所述(MnO)_1-y(NbO_2.5)_y化合物，是将MnCO₃、Nb₂O₅按摩尔比1-y：y/2，其中y＝0.4～0.6合成

所述CaZrO₃由CaCO₃和ZrO₂按摩尔比1∶1合成；

该陶瓷电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)合成Na_0.5Bi_0.5TiO₃

将Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂按摩尔量比为1:1:4进行配料，混合球磨4小时后烘干、过40目分样筛，于950℃煅烧4小时，制得Na_0.5Bi_0.5TiO₃；