[发明专利]具有绝缘性能的混合金属氧化物粉末及由该粉末制得的缘绝材料

说明书

本发明涉及一种具有绝缘性能的混合金属氧化物料末及由该粉末制得的绝缘材料。

公知的化合物钛酸钡具有强电介质性能。但该化合物却很难适于制造绝缘材料，因为它的居里值很高，实际上在120℃左右，而在其居里值两侧，钛酸钡的介电常数明显减小。

为了在接近常温下制造具有高介电常数的绝缘材料，人们已想到把钛酸钡与其它化合物组合，一方面，使其钛酸钡的居里温度朝着降低的方向置换;另一方面，减少了在居里值两侧以温度为函数的介电常数曲线的梯度变化。由此，在美国专利US-A-3410705（TDK电子有限公司）中公开了一种绝缘合成物，它由钛酸钡、钛酸铅、锡酸铋的混合物烧结而成。然而，其公知的绝缘合成物的介电常数相当低，在25℃时，不超2，500。另外，其缺点还在于它含有铅，在烧结时要冒着其挥发的危险。在美国专利US-A-4335216中描述了一种绝缘合成物，它由钛酸钡、钛酸锶、锆酸钡、二氧化钛、二氧化锰混合物和不断变动的成份氧化锌、二氧化硅、氧化硼、氧化铅、三氧化铋和氧化镉烧结而成。这些合成物在常温下的介电常数相当高，顺序为4，800到8，000。但是，这些公知的合成物存在着许多问题，铅的存在使其在烧结时易于挥发，在混合物中组成物的数目太多，而需要获得粗颗粒粉的混合物时，就势必对靠烧结而获得的绝缘材料的机械强度产生相反的影响。

本发明的目的在于提供一种混合金属氧化的粉末并用于制造绝缘材料，它可以避免上述公知陶瓷合成物的缺点。

因此，本发明涉及一种具有绝缘性能的混合金属氧化物的粉末，其一般的分子式为：

Ba_aCa_bZr_dSi_eTiO_x

其中的a、b、c、d、e和x表示下述的整数或小数：

0.05≤b≤0.12

0.00≤c≤0.015

0.10≤d≤0.23

0.000≤e≤0.010

0.95≤ (a+b+c)/(d+e+1)

x＝a+b+c+2d+2e+2

本发明所述粉末中，混合金属氧化物，根据定义，是固溶体，人们称为分子或离子态的均匀混合物。

本发明的粉末通过烧结可用来生产陶瓷材料，它们特别适于生产具有绝缘性能的陶瓷材料。

本发明的粉末中的钙具有降低以温度为函数的居里点两侧介电常数曲线梯度的作用。镁和锆具有使居里点朝着接近室温温度方向转变的功能;而锆还有增加居里点处介电常数值的作用，镁减少了绝缘损失。

在本发明粉末中，c优选：

c≤0.010

在本发明的一特殊实施方案中，所述粉末的组成为（在上述分子式中）：

0.005≤c≤0.010

0.12≤d≤0.16

0.99≤ (a+b+c)/(d+e+1) ≤1.01

在一有意义的替代方案中，硅含量这样确定：

0.005≤e≤0.010

在另一优选替代方案中，其粉末组成为：

(a+b+c)/(d+e+1) ＝1

在本发明粉末的一特殊实施方案中，本发明的特征在于，在1325℃烧结2小时后而得到的陶瓷，其绝缘性能如下限定：

- 0.82 ≤ K T - K 25 K 25 ≤ 0.22 ]]>

其中T值在-30℃与+125℃之间，用摄氏温度表示，K₂₅是25℃时的介电常数，K_T表示在T温度时的介电常数。

本发明的粉末可用作生产Z5u、Z5V、Y5U、Y5V、Y6V和Y7V标准的绝缘陶瓷，其标准由下面的关系确定（美国国家标准ANSI/EIA-198-C-1983，EIA标准，陶瓷介电电容等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，电子工程工业协会，见12页）：