CN1056939C - 交流安全陶瓷电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固定电容器及其制造方法，产品的结构特征是圆形介质的两平行侧面加装直径完全相等的电极，在焊接引出线后先涂敷一层绝缘层后再加包封外壳。制造介质的配料采用钛酸钡、钛酸锶、锡酸铋、锡酸钙、锆酸钙、二氧化钛、氧化镧、氧化铅、氧化铈和碳酸锰等组成四种不同陶瓷介质，制成的电容器成品具有防止边缘放电、抗潮、阻燃、防污染、可靠性高、安全裕度、击穿强度高、和介质损耗tgδ小等优点。
Description
本发明涉及一种固定电容器及其制造方法。
在已知技术中，广泛用于家用电器或其它电源设备上的固定电容器，目前都是采用钛酸钡基陶瓷作为介质，在圆形介质块的平行侧面为直径小于介质直径的两个银电极，在电极上焊有引出线外加包封外壳。这类传统的中高压陶瓷电容器使用的钛酸钡铁电瓷作为介质，国内出版版物公开的钛酸钡基陶瓷介质配方为：钛酸钡94.8％、氧化铋1.83％、二氧化锡2.11％、氧化铌1.01％、氧化锌0.31％，烧结温度为1370℃，陶瓷介质烧结温度偏高，存在介质损耗tgδ稍大，瓷体致密度和安全裕度不够等弱点，因而仅适合在直流电压下使用。国内定型产品CT81型电容器，由于电极直径小于介质直径，存在电极留边而使电极边缘附近电场过于集中，当电容器在加电压时首先从边缘击穿而造成电容器击穿电压无法提高，由于包封密度小、耐潮性能也较差。
本发明的目的是：对已知技术中的固定电容器在结构上做出改进，克服现有边缘电场过于集中和耐潮性差等缺点；研制新颖的陶瓷介质配方克服现有介质损耗tgδ大，瓷体致密度和安全裕度不够等缺点；改进电容器制作的生产工艺，提供合格率高的优质产品。
本发明的实施方案分三方面实现：
一、在产品结构上作改进，使介质和其两平行侧面的电极的直径完全相等，介质和电极外先涂敷一绝缘层后再加包封外壳；
二、研制新颖的陶瓷介质的配方，根据不同的使用要求提出不同的配方：
D特性瓷料配方：
钛酸锶 SrTiO3 40～64％(重量)
氧化铅 Pb3O4 10～20
氧化铋 Bi2O3 11～15
二氧化钛 TiO2 10～15
氧化铈 CeO2 0.2～1.0B特性瓷料配方：
钛酸钡 BaTiO3 90～94％(重量)
锡酸铋 Bi2O3·3SnO24～10
氧化镧 La2O3 0.2～0.5
氧化铈 CeO2 0.2～1
二氧化硅 SiO2 0.2～1.0
氧化锌 ZnO 0.2～0.7
二氧化钛 TiO2 0.7～1.1
E特性瓷料配方：
钛酸钡 BaTiO3 85～92％(重量)
锆酸钙 CaZrO3 5～15
钛酸镁 MgTiO3 1～3
氧化铈 CeO2 0.2～0.5
氧化铋 Bi2O3 0.5～1
二氧化锡 SnO2 0.5～1.5
氧化锌 ZnO 0.2～0.5
F特性瓷料配方：
钛酸钡 BaTiO3 85～90％(重量)
钛酸锶 SrTiO3 1～5
锡酸钙 CaSrO3 10～15
氧化铈 CeO2 0.2～1
钨酸 H2WO4 0.5～1
氧化锌 ZnO 0.2～0.5
碳酸锰 MnCO3 0.2～0.5
三、改进陶瓷电容器的生产工艺如下：
①制陶瓷介质
按选用的组份重量比将配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型按要求的直径和厚度制成生环，然后分二次烧结，先将生坯在1000℃预烧排胶，以增加其机械强度，然后在1250℃和1300℃高温下分二次焙烧2小时制成陶瓷介质。
②制电极
将氧化银和玻璃料为主要成份的浆料涂满介质成品的两平行侧面在150℃下烘干后，在830℃下烧渗0.5小时将烧制好的电极进行磨边，磨好边的电容器半成品在230℃的锡槽中用浸焊的方式焊接电极引出裸铜线
③电容器密封
将焊好引出线的电容器半成品清洗烘干后，涂敷一层环氧树脂绝缘层，在130℃下烘干固化，再将其在流化床中包封环氧树脂外壳，厚度不小于1毫米，包封好后在150℃固化2小时，即为交流安全陶瓷电容器成品。
本发明的优点是：产品的电极不留边完全重合，改善了边缘电场，防止尖端放电，大大提高了使用电压，采用里层绝缘层和外加包封外壳的双层包封结构，提高了产品的防潮，防污染和阻燃性能。使用本发明的新颖陶瓷介质做成的电容器成品的可靠性高，安全裕度n＝15，击穿强度Ej≥4KVAC/mm，容量和介质损耗tgδ受温度和电压变化影响很小。
附图为本发明产品实施例的结构原理示意图。
图面说明：1-介质，2-电极，3-电极，4-绝缘层，5-包封外壳，6-引出线，7-引出线。
实施例：
结合附图对本发明产品实施例的结构技术特征作进一步描述。介质1的两平行侧面加装电极2和3，电极2和3上分别焊引出线6和7，介质1及电极2和3为直径完全相等的圆形，在它们外面先涂敷一绝缘层4后，再加包封外壳5。
介质1采用的陶瓷介质可由下述四种不同的制作方法得到：
D特性瓷料：
使用重量百分比为：钛酸锶40～64％、氧化铅10～20％、氧化铋11～15％、氧化钛10～15％、氧化铈0.2～1.0％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000℃和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
B特性瓷料：
使用重量百分比为：钛酸钡90～94％、锡酸铋4～10％、氧化镧0.2～0.6％、氧化铈0.2～0.5％、二氧化硅0.2～1.0％、氧化锌0.2～0.7％、二氧化钛0.7～1.1％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000℃和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
E特性瓷料：
使用重量百分比为：钛酸钡85～92％、锆酸钙5～15％、钛酸镁1～3％、氧化铈0.2～0.5％、二氧化锡0.5～1.5％、氧化锌0.2～0.5％、氧化铋0.5～1.0％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000℃和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
F特性瓷料：
使用重量百分比为：钛酸钡85～90％、钛酸锶1～5％、锡酸钙10～15％、氧化铈0.2～10％、氧化锌0.2～0.5％、碳酸锰0.2～0.5％、钨酸0.5～1.0％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000℃和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
整个交流安全陶瓷电容器的生产制造工艺如下：
①制陶瓷介质
按选用的组份重量比将配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型按要求的直径和厚度制成生环，然后分二次烧结，先将生坯在1000℃预烧排胶，以增加其机械强度，然后在1250℃和1300℃高温下分二次焙烧2小时制成陶瓷介质。
②制电极
电极浆料组成为：氧化银70.1％、氧化铋1.5％、硼酸铅0.7％、蓖麻油4.5％、松节油6.7％.松香油16.5％，将氧化银和玻璃料为主要成份的浆料涂满介质成品的两平行侧面在150℃下烘干后，在830℃下烧渗0.5小时将烧制好的电极进行磨边，磨好边的电容器半成品在230℃的锡槽中用浸焊的方式焊接电极引出裸铜线。
③电容器密封
将焊好引出线的电容器半成品清洗烘干后，涂敷一层1033#环氧树脂绝缘层，在130℃下烘干固化，再将其在流化床中包封ECP～126型环氧树脂外壳，厚度不小于1毫米，包封好后在150℃固化2小时，即为交流安全陶瓷电容器成品。
使用本发明的结构特征陶瓷配方和生产制造工艺制成的交流安全陶瓷电容器成品具有下列性能：采用的瓷料 εr tgδ(％) Ri(MΩ) Ej(kvAC/mm) ΔC/C(％)
-25～+85℃D特性 2050±100 ＜0.1 ＞105 ＞7 +20～-30B特性 2000±100 ＜1.5 ＞106 ＞4 +10～-10E特性 6500±1000 ＜1.0 ＞104 ＞4 +20～-55F特性 13500±2000 ＜1.0 ＞104 ＞4 +30～-80
Claims (5)
1、一种交流安全陶瓷电容器，它是在一块介质(1)的两平行侧面加装电极(2)和(3)，电极(2)和(3)上分别焊引出线(6)和(7)，外加包封外壳(5)，其特征在于：电极(2)和(3)及介质(1)都为圆形，并且其直径完全相等，介质(1)及电极(2)和(3)外先涂敷一绝缘层(4)后，再加包封外壳(5)。
2、一种交流安全陶瓷电容器的制造方法，包括所用陶瓷介质的制造方法，电极的制造方法及电容器的密封方法其特征在于：上述的陶瓷介质使用重量百分比为：钛酸锶40～64％、氧化铅10～20％、氧化铋11～15％、二氧化钛10～15％、氧化铈0.2～1.0％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品；上述的电极的制造方法为把陶瓷介质成品的两平行侧面上涂满以氧化银和玻璃料为主要成份的导电浆料在150℃下烘干后，在830℃下烧渗0.5小时，将烧制好的电极进行磨边，磨好边的电容器半成品在230℃的锡槽中用浸焊的方法焊接电极引出裸铜线；电容器的密封方法为将已焊好引出线的电容器半成品清洗烘干后，涂敷一层环氧树脂绝缘层，在130℃下烘干，再将其在流化床中包封环氧树脂外壳，厚度不小于1毫米，包封好后在150℃固化2小时，即为交流安全陶瓷电容器成品。
3、根据权利要求2所述的交流安全陶瓷电容器的制造方法，其特征在于使用重量百分比为：钛酸钡90～94％、锡酸铋4～10％、氧化镧0.2～0.5％、氧化铈0.2～1.0％、二氧化硅0.2～1.0％、氧化锌0.2-0.7％、二氧化钛0.7～1.1％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
4、根据权利要求2所述的交流安全陶瓷电容器的制造方法特征在于使用重量百分比为：钛酸钡85～92％、锆酸钙4～15％、钛酸镁1～3％、氧化铈0.2～0.5％、二氧化锡0.5～1.5％、氧化锌0.2～0.5％、氧化铋0.5-1％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
5.根据权利要求2所述的交流安全陶瓷电容器的制造方法、特征在于使用重量百分比为：钛酸钡85～90％、钛酸锶1～5％、锡钙10-15％、氧化铈0.2～10％、氧化锌0.2-0.5％、碳酸锰0.2～0.5％、钨酸0.5～1％的配料混合均匀，加入总重量10～20％的聚乙烯醇溶液造粒成型，然后在1000和1300℃高温下分二次焙烧2小时，即成为成型的陶瓷介质成品。
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