[发明专利]一种正温度系数陶瓷介质材料及其制备方法

说明书

本发明属陶瓷介质材料技术领域，为解决目前陶瓷介质材料的电容温度系数在‑55℃～150℃范围内有正有负，不断变化的问题，提供一种正温度系数陶瓷介质材料及其制备方法，由质量百分比为80‑90％的Na_0.2Bi_0.6ZrO₃和10‑20％的Yb₂O₃组成。具备介电常数高、介电损耗低、正温度系数的特征。Na_0.2Bi_0.6ZrO₃材料具有钙钛矿结构，它在‑55℃～150℃范围内没有居里峰，掺入Yb₂O₃能够使Na⁺和Bi³⁺稳定固溶，使其在‑55℃～150℃范围内具有正电容温度系数。

技术领域

本发明属于陶瓷介质材料技术领域，具体涉及一种正温度系数陶瓷介质材料及其制备方法。

背景技术

片式多层陶瓷电容器(MLCC)是三大无源电子元器件之一，它与片式电感器、片式电阻器构成了电子信息产业中不可或缺的基础被动元件。MLCC具有结构紧凑、比容高、体积小、损耗低、价格低廉等优点，除大量应用在移动通信、广播电视、家用电器、家用计算机、医疗设备、测量仪器等民用电子设备中外，在航空航天、军用移动通讯、坦克电子、军事信号监控和武器弹头控制等军用电子设备以及石油勘探等行业中都具有广泛应用。

近年来，超高温环境下电子元器件及相关材料的制造及检测技术正随着电子学的发展而快速发展。在汽车控制领域里，发动机舱内安装的防抱死系统(ABS)、发动机电子控制单元(ECU)、曲柄角传感模块、空气/燃料比控制模块、燃料喷射程序控制(PGMFI)模块等，都要求MLCC在高温下的工作温度范围达到150℃附近。同时航空电子学、环境检测学、自动电子学等很多领域都要求电子系统在极其苛刻的环境下能够工作。电子系统应用在各种恶劣环境中。电子元件的可靠性决定了电子系统总体的可靠性，因此对MLCC可靠性的要求也越来越高。

虽然目前报道的陶瓷介质材料种类繁多，但这些陶瓷材料的电容温度系数在-55℃～150℃范围内有正有负，不断变化。本发明提供一种正电容温度系数高介电材料，它可以作为温度补偿材料和功能器件材料使用，它的发明有助于丰富此类产品的需求。另外，由于电容器在使用过程中在电压的作用下，产生功率损耗并引起发热使电容器温度升高，此种温升决定于外加交流电压，频率的高低电容量及损耗的大小，同时也受散热系数和散热面积的影响。此种温升导致实际电容量降低或升高。研制正温度系数陶瓷介质材料也是为了防止电容器在使用过程中由于温升或其他因素造成的电容量降低，从而提高可靠性，具有重要的意义。

发明内容

本发明为了解决目前陶瓷介质材料的电容温度系数在-55℃～150℃范围内有正有负，不断变化的问题，提供了一种正温度系数陶瓷介质材料及其制备方法，该陶瓷介质材料的介电常数高、介电损耗低、同时具有正电容温度系数。

本发明由如下技术方案实现的：一种正温度系数陶瓷介质材料，由质量百分比为80-90％的Na_0.2Bi_0.6ZrO₃和10-20％的Yb₂O₃组成。

制备所述的一种正温度系数陶瓷介质材料的方法，步骤如下：

(1)将原料Na₂CO₃、Bi₂O₃和ZrO₂按通式Na_0.2Bi_0.6ZrO₃，进行配料球磨，在3.3kw的普通烘箱中于100℃干燥4-5小时，过120-250孔/cm²分样筛，升温至800℃，保温2-4小时，制得熔块A；

(2)按照质量百分比将10-20％的Yb₂O₃和80-90％的熔块A进行二次配料，获得配料B；