[发明专利]一种具有优异绝缘特性的多层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，具体涉及一种具有优异绝缘特性且具有巨介电常数以及温度稳定性的X8R型多层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，应用领域相当广泛。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，

巨介电常数(ε>10⁴)的高温度稳定低损耗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。BaTiO₃在还原气氛下烧结，会出现半导化而产生较多的自由电子，电子跳跃移动引起的极化会显著提高介电常数，表现出巨介性能。然而，BaTiO₃的半导体化也会造成绝缘电阻率下降，成为半导体，失去绝缘性能。因此，如何保证巨介性能以及相应的绝缘特性，成为研究的关键问题。

随着MLCC需求量的增加，MLCC向着大容量化发展，其内部介质层数增加，相应地，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。与镍电极匹配共烧，需保证钛酸钡在还原气氛下仍保持一定的绝缘特性。

发明内容

本发明的目的，在于保证还原气氛下钛酸钡基介质材料出现巨介特性的同时，解决绝缘电阻率下降的问题。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。提供一种具有优良绝缘特性的巨介电常数且优异的温度稳定性的无铅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。

一种具有优异绝缘特性的多层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；0～1.5％的(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x，其中x＝0.6～0.8；0～0.5％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；

该多层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；

(2)合成(NiO)_1-x(NbO_2.5)_x化合物，其中x＝0.6～0.8