CN105590750B - 一种陶瓷电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明的陶瓷电容器，包括金属导体材料制成的外极板、内极板、上引线和下引线，特征在于：所述外极板和内极板均为一端开口且同轴设置的圆柱筒形状，内极板位于外极板中，内极板与外极板之间填充有陶瓷介质，外极板的开口处设置有对陶瓷介质和内极板密封的绝缘端盖，外极板和绝缘端盖的外围包括有绝缘层。本发明的陶瓷电容器，通过设置圆柱筒形状的内极板和外极板，使得内、外极板之间可形成较大的对应面积，有利于增大电容值。陶瓷介质采用BaTiO3、CeCl3、SrTiO3、CaCO3做介电材料，可有效提高电容器的容量，并且可缩小电容器的体积，方便使用，还可有效提高耐压值和介质常数，减小介质损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷电容器，更具体的说，尤其涉及一种采用两圆柱筒形状的内、外极板形成电容器两极板的陶瓷电容器。
背景技术
电容器是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时，电极上就会存储电荷，所以电容器是储能元件。目前的电容电介质大多是氧化锌等陶瓷、云母、玻璃、塑料、金属氧化物。此类电容器介质耐压值不高、损耗大，影响到使用的安全性。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种陶瓷电容器。
本发明的陶瓷电容器，包括金属导体材料制成的外极板、内极板、上引线和下引线，上引线与内极板电连接，下引线与外极板电连接；其特征在于：所述外极板和内极板均为一端开口且同轴设置的圆柱筒形状，内极板位于外极板中，内极板与外极板之间填充有陶瓷介质，外极板的开口处设置有对陶瓷介质和内极板密封的绝缘端盖，外极板和绝缘端盖的外围包括有绝缘层。
本发明的陶瓷电容器，所述绝缘层外围的外极板上设置有对绝缘层进行挤压固定的环形槽；所述上引线、下引线通过焊点分别与内极板、外极板相连接。
本发明的陶瓷电容器中的陶瓷介质，陶瓷介质包括质量分数为60%～80%的BaTiO3、质量分数为5%～18%的CeCl3、质量分数为6%～13%的SrTiO3、质量分数为6%～16%的CaCO3，BaTiO3为基材，BaTiO3、CeCl3、SrTiO3和CaCO3混合后采用固相法使其发生固相反应。
本发明的陶瓷电容器的陶瓷介质的制作方法，通过以下步骤来实现：a).称取物料，按照权利要求3所述的质量配比，称取适量的BaTiO3、CeCl3、SrTiO3和CaCO3，并将其倒入搅拌设备中混合均匀；b).物料的球磨，将混合后的物料倒入球磨设备中，球磨2～3个小时；c).物料过筛，将球磨完毕后的物料过82目筛，以滤掉颗粒较大的物料；d).加入粘合剂，向过筛后的物料中加入聚乙烯醇，直至物料成粘稠状；e).压制成型，根据制作电容器所需陶瓷介质的高度，将粘稠状物料压制成高度具有一定余量的块状；f).排胶，将压制成型后的块状物料放入加热设备中，将其加热至600℃，并保持该温度20～30min，以便将块状物料中的聚乙烯醇排净；g).物料烧结，将排胶后的块状物料放入烧结设备中，将物料加热至1230℃并维持2～3hr，以获取性能优良的陶瓷介质。
本发明的陶瓷电容器的制作方法，通过以下步骤来实现：
1).配料切割，根据外极板的内径和高度，将制作陶瓷介质的坯料切割成一定数量的直径与外极板内径相等、高度符合要求的圆柱形体；2).钻孔，在步骤1)获取的圆柱形陶瓷介质的中心钻出用于容纳内极板的柱形孔，并保证柱形孔的另一端不穿透陶瓷介质的底部；3).装配极板，首先将陶瓷介质装配至外极板的内部空腔中，然后再将内极板装配至陶瓷介质的柱形孔中；4).焊接引线，在外极板和内极板的中央位置处分别焊接引线，以形成下引线、上引线；5).装配绝缘端盖并碾压，首先，将绝缘端盖装配到外极板内部空腔的顶端，并使其内极板的上端紧密接触；然后，将外极板放置到滚压装置上滚压，以形成环形槽，实现外极板端部的密封；6).封绝缘层，最后在外极板的绝缘端盖外表面上封装一层绝缘层，即完成了陶瓷电容器的制作。
本发明的有益效果是：本发明的陶瓷电容器，通过设置圆柱筒形状的内极板和外极板，使得内、外极板之间可形成较大的对应面积，有利于增大电容值。陶瓷介质采用BaTiO3、CeCl3、SrTiO3、CaCO3做介电材料，可有效提高电容器的容量，并且可缩小电容器的体积，方便使用，还可有效提高耐压值和介质常数，减小介质损耗。采用该配方制造的电容器的介电常数εr为 3802、介电损耗正切值tgδ为4.2×10-3、交流耐压值Eb为9.2MV/m。
附图说明
图1为本发明的陶瓷电容器的结构示意图；
图中：1外极板，2内极板，3陶瓷介质，4上引线，5下引线，6绝缘端盖，7绝缘层，8焊点，9环形槽。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的陶瓷电容器的结构示意图，其由外极板1、内极板2、陶瓷介质3、上引线4、下引线5、绝缘端盖6、绝缘层7构成，所示的外极板1和内极板2为圆柱筒形状，内极板2位于外极板1中并与其同轴设置，外极板1和内极板2采用导电金属材料，如铝，以构成电容器的两个极板。陶瓷介质3位于内极板2与外极板1之间，陶瓷介质3具有很到的介电常数和耐压性能，有利于形成电容值较大的电容器，并具有优良的耐用性能。
所示的上引线4通过焊点8与内极板2相连接，下引线5通过焊点8与外极板1相连接，上引线4、下引线5形成电容器的两个引脚。绝缘端盖6设置于外极板1的开口处，用于实现对陶瓷介质3和内极板2的密封。绝缘层7位于外极板1和绝缘端盖6的外表面上，实现外极板1的绝缘和密封作用。
陶瓷介质3包括质量分数为60%～80%的BaTiO3、质量分数为5%～18%的CeCl3、质量分数为6%～13%的SrTiO3、质量分数为6%～16%的CaCO3，BaTiO3为基材，BaTiO3、CeCl3、SrTiO3和CaCO3混合后采用固相法使其发生固相反应。
陶瓷介质3的制作方法，通过以下步骤来实现：
a).称取物料，按照权利要求3所述的质量配比，称取适量的BaTiO3、CeCl3、SrTiO3和CaCO3，并将其倒入搅拌设备中混合均匀；
b).物料的球磨，将混合后的物料倒入球磨设备中，球磨2～3个小时；
c).物料过筛，将球磨完毕后的物料过82目筛，以滤掉颗粒较大的物料；
d).加入粘合剂，向过筛后的物料中加入聚乙烯醇，直至物料成粘稠状；
e).压制成型，根据制作电容器所需陶瓷介质的高度，将粘稠状物料压制成高度具有一定余量的块状；
f).排胶，将压制成型后的块状物料放入加热设备中，将其加热至600℃，并保持该温度20～30min，以便将块状物料中的聚乙烯醇排净；
g).物料烧结，将排胶后的块状物料放入烧结设备中，将物料加热至1230℃并维持2～3hr，以获取性能优良的陶瓷介质。
制作陶瓷电容器的方法，通过以下步骤来实现：
1).配料切割，根据外极板的内径和高度，将制作陶瓷介质的坯料切割成一定数量的直径与外极板内径相等、高度符合要求的圆柱形体；
2).钻孔，在步骤1)获取的圆柱形陶瓷介质的中心钻出用于容纳内极板的柱形孔，并保证柱形孔的另一端不穿透陶瓷介质的底部；
3).装配极板，首先将陶瓷介质装配至外极板的内部空腔中，然后再将内极板装配至陶瓷介质的柱形孔中；
4).焊接引线，在外极板和内极板的中央位置处分别焊接引线，以形成下引线、上引线；
5).装配绝缘端盖并碾压，首先，将绝缘端盖装配到外极板内部空腔的顶端，并使其内极板的上端紧密接触；然后，将外极板放置到滚压装置上滚压，以形成环形槽，实现外极板端部的密封；
6).封绝缘层，最后在外极板的绝缘端盖外表面上封装一层绝缘层，即完成了陶瓷电容器的制作。
Claims (3)
1.一种用于制作陶瓷电容器中陶瓷介质的材料，陶瓷电容器包括金属导体材料制成的外极板（1）、内极板（2）、上引线（4）和下引线（5），上引线与内极板电连接，下引线与外极板电连接；所述外极板和内极板均为一端开口且同轴设置的圆柱筒形状，内极板位于外极板中，内极板与外极板之间填充有陶瓷介质（3），外极板的开口处设置有对陶瓷介质和内极板密封的绝缘端盖（6），外极板和绝缘端盖的外围包括有绝缘层（7）；
所述绝缘层（7）外围的外极板（1）上设置有对绝缘层进行挤压固定的环形槽（9）；所述上引线（4）、下引线（5）通过焊点（8）分别与内极板（2）、外极板（1）相连接；
其特征在于：陶瓷介质（3）包括质量分数为60%～80%的BaTiO3、质量分数为5%～18%的CeCl3、质量分数为6%～13%的SrTiO3、质量分数为6%～16%的CaCO3，BaTiO3为基材，BaTiO3、CeCl3、SrTiO3和CaCO3混合后采用固相法使其发生固相反应。
2.一种用于制作权利要求1所述陶瓷介质的材料的方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).称取物料，按照权利要求1所述的质量配比，称取适量的BaTiO3、CeCl3、SrTiO3和CaCO3，并将其倒入搅拌设备中混合均匀；
b).物料的球磨，将混合后的物料倒入球磨设备中，球磨2～3个小时；
c).物料过筛，将球磨完毕后的物料过82目筛，以滤掉颗粒较大的物料；
d).加入粘合剂，向过筛后的物料中加入聚乙烯醇，直至物料成粘稠状；
e).压制成型，根据制作电容器所需陶瓷介质的高度，将粘稠状物料压制成高度具有一定余量的块状；
f).排胶，将压制成型后的块状物料放入加热设备中，将其加热至600℃，并保持该温度20～30min，以便将块状物料中的聚乙烯醇排净；
g).物料烧结，将排胶后的块状物料放入烧结设备中，将物料加热至1230℃并维持2～3hr，以获取性能优良的陶瓷介质。
3.一种用于制作陶瓷电容器的方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
1).配料切割，根据外极板的内径和高度，将制作陶瓷介质的坯料切割成一定数量的直径与外极板内径相等、高度符合要求的圆柱形体；
2).钻孔，在步骤1)获取的圆柱形陶瓷介质的中心钻出用于容纳内极板的柱形孔，并保证柱形孔的另一端不穿透陶瓷介质的底部；
3).装配极板，首先将陶瓷介质装配至外极板的内部空腔中，然后再将内极板装配至陶瓷介质的柱形孔中；
4).焊接引线，在外极板和内极板的中央位置处分别焊接引线，以形成下引线、上引线；
5).装配绝缘端盖并碾压，首先，将绝缘端盖装配到外极板内部空腔的顶端，并使其内极板的上端紧密接触；然后，将外极板放置到滚压装置上滚压，以形成环形槽，实现外极板端部的密封；
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Granted publication date: 20180206 Termination date: 20200317 |
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