[发明专利]一种高容薄层化陶瓷电容器、介质材料及其制备方法

说明书

一种高容薄层化陶瓷电容器、介质材料及其制备方法，一种高容薄层化陶瓷电容器用介质材料，由(Ba_1‑xCa_x)TiO₃与添加剂按摩尔份比100:1.8‑8的比例组成，其中0＜x≤0.05；添加剂由乙酰丙酮镁、正硅酸丁酯、过渡金属乙酰丙酮盐按摩尔份比0.8‑1.2:0.5‑0.8:0.2‑4的比例组成；过渡金属乙酰丙酮盐包括乙酰丙酮锰、乙酰丙酮钇、乙酰丙酮钒和乙酰丙酮锆中的一种或多种；本申请限定高容薄层化陶瓷电容器用介质材料的具体组成，采用水热法制备的(Ba_1‑xCa_x)TiO₃纳米粉体为基体，采用化学包覆法实现镁金属及其他过渡金属的均匀包覆，使制得的陶瓷电容器具有介电损耗低、介电常数≥2000、良好的绝缘电阻的特点，温度特性满足X5R的要求。

技术领域

本发明属于陶瓷电容器制备领域，具体涉及一种高容薄层化陶瓷电容器、介质材料及其制备方法。

背景技术

随着电器和电子设备的小型化、高性能的快速发展，这些设备中使用的多层陶瓷电容器也面临小尺寸和高可靠性要求。为了实现更小尺寸和更大容量，这就要求多层陶瓷电容器的介质厚度越来越薄。介质层的厚度降低，从5μm降低至1μm，甚至更薄。这就对介质层介质材料的晶粒尺寸有了更高的要求。

近年来，国外高容MLCC材料的研究者提出，钙掺杂的钛酸钡材料，由于钙部分取代了A位，Ca-O键可有效地提高相对电压下的耐压可靠性。因此薄层高容电容器用陶瓷粉料其在晶粒上应选择尺寸精细化的纳米级钛酸钡钙材料(100～200nm级)。传统分散混合钛酸钡钙及氧化物掺杂的方法不可避免地出现掺杂元素团聚的现象，导致分散不均匀的情况。如何更均匀，有效的进行元素掺杂，控制陶瓷介质材料的组成，烧结工艺，以获得超细晶、粒度均匀且高性能的MLCC材料来满足大容量、超薄层贱金属内电极多层陶瓷电容器的要求是本发明要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种高容薄层化陶瓷电容器用介质材料及其制备方法，另一目的是提供一种采用上述介质材料制备的陶瓷电容器及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种高容薄层化陶瓷电容器用介质材料，由(Ba_1-xCa_x)TiO₃与添加剂按摩尔份比100:1.8-8的比例组成，其中0＜x≤0.05；添加剂由乙酰丙酮镁、正硅酸丁酯、过渡金属乙酰丙酮盐按摩尔份比0.8-1.2:0.5-0.8:0.2-4的比例组成；

过渡金属乙酰丙酮盐包括乙酰丙酮锰、乙酰丙酮钇、乙酰丙酮钒和乙酰丙酮锆中的一种或多种。

进一步的，所述(Ba_1-xCa_x)TiO₃粒径为100-200nm。

一种高容薄层化陶瓷电容器用介质材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，采用水热法制备(Ba_1-xCa_x)TiO₃；

步骤二，将步骤一制备的(Ba_1-xCa_x)TiO₃溶于异丙醇溶剂中，超声波分散0.5-2h，得到悬浮液；

步骤三，将乙醇、乙酰丙酮、去离子水按体积比1：(1-8)：(5-30)的比例混合均匀，得到有机溶液；

步骤四，将乙酰丙酮镁与过渡金属乙酰丙酮盐按摩尔份比称重，溶于步骤三制得的有机溶液中，再添加正硅酸丁酯，得到混合有机盐溶液；

步骤五，将步骤四制得的有机盐溶液添加到步骤二制得的悬浮液中，搅拌1-2h，混合均匀；再调节pH至7-10，磁力搅拌0.5-2h；