[发明专利]一种抗还原巨介电常数低损耗高阻值陶瓷电容器介质材料

摘要

本发明公开了一种抗还原巨介电常数低损耗高阻值陶瓷电容器介质材料，以BaTiO3粉体为基料，在此基础上，外加质量百分比为0.3～0.8％的Na0.5Bi0.5TiO3；0.6～1.5％的(NiO)1‑x(NbO2.5)x，其中x＝0.6～0.8；0.1～0.5％的(MnO)1‑y(NbO2.5)y，其中y＝0.4～0.6；1.0～3.0％的CaZrO3。先以BaTiO3作为基料，掺杂Na0.5Bi0.5TiO3，制得BT‑NBT混合物；再在BT‑NBT中添加(NiO)1‑x(NbO2.5)x、(MnO)1‑y(NbO2.5)y和CaZrO3，压制成型为生坯。于还原气氛中1290～1315℃烧结，制得所需陶瓷电容器介质材料。本发明可阻止钛酸钡半导化进程，在提升介电常数、保证工作温区较宽的同时，具有较低的介电损耗以及高的绝缘电阻率。在‑55℃～150℃温区内，电容量变化率在±10％以内，且具有高的室温介电常数(15000@1kHz)和低的室温介电常数介电损耗(tan＝2.2％)，材料的绝缘电阻率大于2.0×1011Ω·cm。

主权项

一种抗还原巨介电常数低损耗高阻值陶瓷电容器介质材料，以BaTiO3粉体为基料，在此基础上，外加质量百分比为0.3～0.8％的Na0.5Bi0.5TiO3；0.6～1.5％的(NiO)1‑x(NbO2.5)x，其中x＝0.6～0.8；0.1～0.5％的(MnO)1‑y(NbO2.5)y，其中y＝0.4～0.6；1.0～3.0％的CaZrO3；所述的Na0.5Bi0.5TiO3，是将Na2CO3、Bi2O3和TiO2按摩尔量比为1:1:4合成；所述(NiO)1‑x(NbO2.5)x化合物，是将NiO和Nb2O5按摩尔比1‑x：x/2，其中x＝0.6～0.8合成；所述(MnO)1‑y(NbO2.5)y化合物，是将MnCO3、Nb2O5按摩尔比1‑y：y/2，其中y＝0.4～0.6合成所述CaZrO3由CaCO3和ZrO2按摩尔比1∶1合成。该陶瓷电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤：(1)合成Na0.5Bi0.5TiO3将Na2CO3、Bi2O3和TiO2按摩尔量比为1:1:4进行配料，混合球磨4小时后烘干、过40目分样筛，于950℃煅烧4小时，制得Na0.5Bi0.5TiO3；(2)合成(NiO)1‑x(NbO2.5)x化合物，其中x＝0.6～0.8将NiO、Nb2O5按摩尔比1‑x：x/2，其中x＝0.6～0.8配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120℃烘干、过40目分样筛，于1000℃煅烧2小时，再二次球磨6小时，烘干、过80目分样筛，制得(NiO)1‑x(NbO2.5)x，其中x＝0.6～0.8；(3)合成(MnO)1‑y(NbO2.5)y化合物，其中y＝0.4～0.6将MnCO3、Nb2O5按摩尔比1‑y：y/2，其中y＝0.4～0.6配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120℃烘干、过40目分样筛，于800～1000℃煅烧，再二次球磨6小时，烘干、过80目分样筛，制得(MnO)1‑y(NbO2.5)y，其中y＝0.4～0.6；(4)合成CaZrO3将CaCO3、ZrO2按摩尔比1:1配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120℃烘干、过40目分样筛，于1000℃煅烧2小时，制得CaZrO3；(5)以BaTiO3作为基料，掺杂质量百分比0.3～0.6％的Na0.5Bi0.5TiO3，混合球磨4小时，烘干后于1050℃煅烧8小时，制得BT‑NBT混合物；(6)在BT‑NBT中添加下述质量百分比的成分：0.6～1.5％的(NiO)1‑x(NbO2.5)x，其中x＝0.6～0.8；0.1～0.5％的(MnO)1‑y(NbO2.5)y，其中y＝0.4～0.6；1.0～3.0％的CaZrO3，所配原料与去离子水混合后球磨4～8小时，烘干后外加质量百分比为7％的粘结剂，过80目分样筛造粒；(7)将步骤(6)的造粒粉料压制成生坯，经排胶后，于氢气百分比为0％～5％的氮氢混合还原气氛中1290～1315℃烧结，气体流速40～120mL/min，保温3小时，制得抗还原巨介电常数低损耗高阻值陶瓷电容器介质材料。