[发明专利]一种高介电X8R陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷介质材料领域，具体是一种高介电X8R陶瓷介质材料及其制备方法。是由重量百分比为5‑20%的Sc₂O₃和重量百分比80‑95%的K₂Sr₄Nb₆O₂₀组成的。本发明所提供的高介电X8R陶瓷介质材料，K₂Sr₄Nb₆O₂₀系介质陶瓷具有适中的烧结温度，一般在1250℃左右、具有较高的介电常数、可调的容量温度系数和较低的损耗，是一种性能优异的介质陶瓷材料。本发明选择K₂Sr₄Nb₆O₂₀系统，采取添加Sc₂O₃为掺杂改性的方法，使其满足性能X8R标准的同时，具有介电常数高、介电损耗低、无铅环保的优势。

技术领域

本发明涉及陶瓷介质材料领域，具体是一种高介电X8R陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

随着集成电路的发展，电子通信设备终端向着小型化方向发展，片式多层陶瓷电容器可以很好的适应这一趋势，因而已得到了广泛的应用。并随着技术的发展，其优越的性能也愈加明显，有逐步取代钽电容、电解电容的趋势。世界年市场销售数千亿只，广泛用于电子信息产品的各种表面贴装电路中

军事与宇航领域一直是先进国家实力展现的主战场，也是高新技术首先得到应用的场所。宽温使用范围也一直是某些军用电子设备和特殊电子设备对电子元件的苛刻要求。宽温度应用范围的大容量电容产品在军事领域应有大量需求，因此研究并制备宽温度稳定型电子材料成为当务之急。近年来，由于具有体积小、容量大、可靠性好、成本低等优点，片式多层陶瓷电容器件迅速成为了电容元件的主流产品。陶瓷电容X7R工作温度范围-55℃～125℃，这已不能满足技术发展的要求，随着电子终端产品在一些特殊极端场合的应用，提高温度范围已成为迫切需要。例如在车载系统ABS(防抱死系统)、PGMFI(燃料喷射程序控制模块)等的工作条件恶劣，要求系统中电容元器件的工作温度上限提升到150℃，即满足X8R标准(工作温度-55℃～150℃，电容变化率ΔC/C_25℃≤±15％)。

目前报道较多的X8R陶瓷电容材料有钨青铜矿结构陶瓷系统，铅基弛豫铁电陶瓷系统及BaTiO₃基铁电陶瓷系统系等介质陶瓷材料，但这些陶瓷材料存在含有大量的重金属铅、烧结温度高、介电常数低和损耗偏高等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种高介电X8R陶瓷介质材料及其制备方法，并且该材料介电常数高、介电损耗低、无铅环保，而且其方法的烧结温度低。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种高介电X8R陶瓷介质材料，是由重量百分比为5-20％的Sc₂O₃和重量百分比80-95％的K₂Sr₄Nb₆O₂₀组成的。

本发明进一步提供了一种高介电X8R陶瓷介质材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料K₂CO₃、SrCO₃和Nb₂O₅按通式K₂Sr₄Nb₆O₂₀，进行配料球磨，升温至1100℃，保温2-4小时，制得熔块A；

(2)按照质量百分比将5-20％的Sc₂O₃和80-95％的熔块A进行二次配料，获得配料B；

(3)将配料B球磨，加入为配料B的5-8wt％的黏合剂造粒，压制成生坯，升温至400-500℃再升温至1220℃-1250℃保温1小时，冷却后制得高介电X8R陶瓷介质材料。