CN101792310A - 高压电子陶瓷介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压电子陶瓷介质，该高压电子陶瓷介质是针对现有同类产品存在的介电常数小、直流耐压强度低、损耗大的问题，提供一种仍以钛酸钡(BaTiO3)为基料，通过添加部分稀土氧化物，优选组分，进一步促使瓷体细晶化，达到提高介电常数和直流耐压强度，降低损耗的目的。

Description

高压电子陶瓷介质
技术领域
本发明涉及一种电子陶瓷介质，尤其涉及一种以钛酸钡为基料的陶瓷电容器介质材料。
背景技术
电子陶瓷介质材料主要用来制作陶瓷电容器，其中的F组别高压瓷料主要用于制作大容量中高压陶瓷电容器、交流安规陶瓷电容器、超高压陶瓷电容器等，是用量大、重要性高的一类瓷料，性能要求较高，国内已有厂家生产该瓷料，但有介电常数小、耐压不高、损耗大、性能不稳定等缺点，不能用于要求较严的场合。
中国专利公开了“一种高压陶瓷电容器介质”，专利号200410041863.X，这种高压陶瓷电容器介质的配方，是以钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)为基料，在优选配方中还添加了3种其它组分，以常规的工艺生产，这种高压陶瓷电容器仍存在介电常数小，直流耐压强度低、损耗大的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术高压陶瓷电容器介质存在的介电常数小、直流耐压强度低、损耗大的问题，提供一种仍以钛酸钡(BaTiO3)为基料，通过添加部分稀土氧化物，优选组分，进一步促使瓷体细晶化，提高介电常数和直流耐压强度，降低损耗。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种高压电子陶瓷介质，组分以重量百分比计算：
钛酸钡(BaTiO3)80～90％、钛酸锶(SrTiO3)4～10％、锆酸钙(CaZrO3)2～8％、氧化锌(ZnO)0.2～1％、碳酸锰(MnCO3)0.2～1％、粘土0.2～0.8％、氧化钕(Nd2O3)0.1～0.5％、氧化铒(Er2O3)0.1～0.5％.
上述高压电子陶瓷介质组分的优选方案为：钛酸钡(BaTiO3)84-88％、钛酸锶(SrTiO3)6～8％、锆酸钙(CaZrO3)4～6％、氧化锌(ZnO)0.4～0.6％、碳酸锰(MnCO3)0.3～0.5％、粘土0.4～0.6％、氧化钕(Nd2O3)0.2～0.4％、氧化铒(Er2O3)0.2～0.4％.
上述高压电子陶瓷介质组分的最佳方案为：钛酸钡(BaTiO3)86％、钛酸锶(SrTiO3)7％、锆酸钙(CaZrO3)5％、氧化锌(ZnO)0.5％、碳酸锰(MnCO3)0.4％、粘土0.5％、氧化钕(Nd2O3)0.3％、氧化铒(Er2O3)0.3％.
该发明为BaTiO3基瓷料，通过SrTiO3和CaZrO3双重置换作用，将BaTiO3的居里温度从120℃移至室温附近，从而大大提高了使用温度范围内的介电常数；添加ZnO、MnCO3和粘土促进烧结，降低烧结温度，达到瓷体细晶化，从而提高了耐压、降低了损耗.
本发明的主要特点是用稀土氧化物Nd2O3、Er2O3取代了常用的氧化铈(CeO2)、五氧化二铌(Nb2O5)等组分，在进一步促使瓷体细晶化、提高耐压、降低损耗方面有明显的效果。
本发明采用常规的高压陶瓷电容器介质制备工艺，首先进行BaTiO3、SrTiO3、CaZrO3等基料的配料，经过球磨、压滤、干燥、煅烧、粉碎、除铁等工艺，得到BaTiO3、SrTiO3、CaZrO3等基料待用，然后即可进行成品料配料，再经过球磨、搅拌磨、混料、喷雾造粒、除铁、混料即得成品料。
具体实施方式
为进一步验证本发明配方组分的性能指标，进行了不同配方组分下的性能试验。
表1各试样的成分配比
Figure G2009100140631D0000031
表2各配方试样的介电性能
  试验编号   介电常数 介质损耗(×10-4) 绝缘电阻(×1010Ωcm) 电容温度变化率％ 抗电强度(KV/mm)
  1   21240   58   1.2   -82   6.8
  2   20160   56   1.3   -81   6.8
  3   19850   55   1.3   -80   6.9
  4   21060   44   1.5   -82   5.8
  5   20210   42   1.4   -81   6.0
  6   20150   39   1.5   -80   5.9
  7   19920   35   1.5   -78   6.8
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、配方简单，介电常数大，最大介电常数达到21240，耐压高，电容温度变化率小，性能稳定定，安全性高。
2、制备工艺简单，不用特殊的设备和工艺，采用常规的工艺方法即可制备出本发明的高压电子陶瓷介质。
3、制备成本低，采用电容级纯即可生产该产品。

Claims (3)

1.一种高压电子陶瓷介质，其特征在于配方组分以重量百分比表示的方案为：钛酸钡(BaTiO3)80～90％、钛酸锶(SrTiO3)4～10％、锆酸钙(CaZrO3)2～8％、氧化锌(ZnO)0.2～1％、碳酸锰(MnCO3)0.2～1％、粘土0.2～0.8％、氧化钕(Nd2O3)0.1～0.5％、氧化铒(Er2O3)0.1～0.5％。
2.根据权利要求1所述的一种高压电子陶瓷介质，其特征在于配方组分的优选方案为：钛酸钡(BaTiO3)84-88％、钛酸锶(SrTiO3)6～8％、锆酸钙(CaZrO3)4～6％、氧化锌(ZnO)0.4～0.6％、碳酸锰(MnCO3)0.3～0.5％、粘土0.4～0.6％、氧化钕(Nd2O3)0.2～0.4％、氧化铒(Er2O3)0.2～0.4％。
3.根据权利要求1所述的一种高压电子陶瓷介质，其特征在于配方组份的最佳方案为：钛酸钡(BaTiO3)86％、钛酸锶(SrTiO3)7％、锆酸钙(CaZrO3)5％、氧化锌(ZnO)0.5％、碳酸锰(MnCO3)0.4％、粘土0.5％、氧化钕(Nd2O3)0.3％、氧化铒(Er2O3)0.3％。
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