[发明专利]电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型电容器。更具体地说，涉及一种其价格便宜和电流泄漏特性好的电容器，和一种电容大，特别是在高频下单位重量的电容大而电流泄漏特性好的电容器。

背景技术

作为一类由烧结金属制备的电容器电极，那些由烧结铝、钽及其合金组成的电容器都是已知的。这些电容器已广泛用于各种领域。例如，用于从交流电获得直流电的滤波电路的电容器，就希望该电容器的高频阻抗低和电容大，以利于抑制发生齿形的电压和增强转化为直流电的效率。

用作电容器电极的上述烧结金属还存在一些问题。也就是烧结铝的环境稳定性差，如抗潮性和化学特性差，而烧结钽又昂贵。烧结铌也被认为是一种用于电容器电极的材料，它虽没有烧结铝和钽存在的问题，但它存在另外一个问题，即在其表面上吸附的氧对电介质以下所述的性能有影响，并因此使其泄漏电流特性不能令人满意，实用性差。

为提供一种用于滤波电路和使其高频电容增大的电容器，应当增加例如由钽或铝制造的烧结金属底物的体积。但增加烧结金属底物的体积与使电容器微型化的要求相矛盾。其中，虽然钽对于增大高频电容的要求和电容器微型化还比较令人满意，但它仍然不能完全满足这些要求。氧化钽通常用作为由烧结钽体构成电极的电容器的一种介电物质。但是，如果一种介电常数大于氧化钽的材料用作为介电物质，此电容器就可微型化得更多。具有介电常数高的材料实施例可以提及的有氧化钽和氧化铌。但是，这些材料的泄漏电流特性(此后均简称为“LC”)都差。

发明内容

本发明人发现，首先，氮化铌烧结体的如下情况是有利的，即其表面沉积氧量较少和电流泄漏特性令人满意，其次，上述氧化铌电介质电容器的LC特性问题是由于沉积在烧结体表面上的氧影响了介电物质的缘故。基于这些发现，本发明人完成了本发明。

本发明人还进一步发现，如果此电极不是由烧结氧化铌体所组成，而是由选自有机半导体和无机半导体的至少一种化合物所制成，其供氧能力不过高，就能够制成高频电容大的电容器。而且，对于有机半导体或无机半导体，如果采用那些导电率为10^-2至10^-3S/cm的，则可制成阻抗降低更多的电容器。

因此，按照本发明，这里提供一种电容器包括一对电极和一种插在二电极之间的介电物质，其特征在于电极之一是由烧结氮化铌所组成。

上述电容器的介电物质优选地是由氧化铌所制成，更优选地是由烧结氮化铌电解氧化制备的氧化铌制成。此两电极的另一电极优选地是由选自电解质、有机半导体和无机半导体的至少一种组分所制成，更优选地是由组分选自其导电率为10^-2至10^-3S/cm的有机半导体和无机半导体的至少一种所制成。

附图简述

图1为具体透视说明本发明电容器的一个实施例的局部剖视图。

实施本发明的最佳模式

构成本发明电容器中电极之一的氮化铌是用部分硝化金属铌的方法制成的。例如，粉状氮化铌是在氮气氛下使粉末铌的颗粒表面硝化制成的。在此种情况下，结合于铌上的氮量在10至200,000ppm(重)的范围，优选100至50,000ppm(重)的范围。将铌硝化至所需氮含量的氮化铌，其所用温度不高于2,000℃，所用时间为几十小时。一般地说，在硝化温度升高时，粉状铌颗粒表面硝化时间较短。甚至在室温下，当粉末铌流化几十小时，就可得到含几百ppm的氮的粉末氮化铌。

由此得到的粉末氮化铌的形状大致与用作原料粉末铌的类似。在一组实施例中，若采用通过研磨铌团块得到的粉末铌物料作为原料，得到的就是具有受研磨物料所特有的各种形状的粉末氮化铌。在另一组实施例中，如果采用二级粒子型的粉末铌，即一种通过将氟铌酸钾分割为极细的颗粒，再将研磨此分割很细的颗粒粒化为二级粒子的方法制备的粉末铌，那么制得的就是类似于这种二级粒子的粉末氮化铌。此外，例如若采用的氮化铌粉末平均粒径为0.5μm至100μm，则所得的粉末氮化铌也具有类似的平均粒径。

烧结氮化铌是通过例如真空高温烧结粉末氮化铌制得的。在一组实施例中，将粉末氮化铌压模成型，再将此模压产品置于温度1000至2000℃和10^-1至10^-6乇的压力条件下几分钟至几小时，制得一种烧结的氮化铌。如果烧结真空度不够，在烧结时空气逸入此粉末材料中，在硝化的同时会发生氧化，结果使具有氮化铌电极的电容器性能变差。一般，适宜烧结温度随粉末氮化铌的粒径变化，而且粒径越小，烧结温度越低。