CN109516799A

CN109516799A - 一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料及其制备方法

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Publication number: CN109516799A
Application number: CN201910057967.6A
Authority: CN
Inventors: 钟朝位; 李欣源; 唐斌
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2019-03-26
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: CN109516799B

Abstract

一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料及其制备方法，属于电子陶瓷技术领域。该陶瓷材料包括基料和掺杂料，所述基料的晶相为SrTiO₃，所述掺杂料包括占基料质量分数0.03％～0.35％的Nb₂O₅，0.02％～0.40％的Ta₂O₅，0.10％～0.50％的Li₂CO₃，0.05％～0.35％的CaCO₃，0.03％～0.40％的SiO₂，0.02％～0.40％的Al₂O₃和0.05％～0.35％的MnCO₃；所述掺杂料与基料经混合、成型、于还原性气氛中烧结，最后经氧化热处理制得。本发明制备出的陶瓷材料在‑55℃‑150℃具有较好的温度稳定性，电容温度变化率ΔC·C‑1(‑55℃～150℃)在±10％以内，符合X8P标准；并且材料的介电常数为16000～19000，损耗值在2.5％以下，绝缘电阻率在10¹¹Ω·cm，非常适用于高品质单层陶瓷电容器的制作。

Description

一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料及其制备方法

技术领域

本发明属于电子陶瓷技术领域，具体涉及一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料及其制备方法。

背景技术

高介高介陶瓷电容器是一种常见的无源器件，在电路中可以起到隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等作用，广泛用于生产与生活中。随着电子设备向小型化和轻量化发展，对电子元器件小型化的要求也越来越高，这就使得高介陶瓷电容器的需求量大幅提升。当前所使用的高介陶瓷电容器，通常是以BaTiO₃，SrTiO₃等具有钙钛矿结构的材料作为主晶相，技术人员在追求高介电常数以实现小体积大容量的同时，也通过适量的掺杂以实现理想的电学性能。常用的衡量陶瓷电容温度稳定性标准有X7R、X7P，以及X8R、X8P，X7R、X7P是指在-55℃-125℃内电容量变化率分别在15％、10％以内，X8R、X8P是指在-55℃-150℃内电容量变化率分别在15％、10％以内。X8R型陶瓷电容器容量稳定性较优，并具有较高的介电常数，在温度、电压与时间改变的时候性能变化不太显著，即高介低变化率。其中“X”表示温度是“-55℃”,“8”表示温度是“150℃”,而“R”则表示在-55℃～150℃这一温度范围内，室温(25℃)下的电容量与-55℃及150℃时的电容量之差被25℃时的电容量除所得的商值要≦±15％，即容温变化率要不大于15％。而X8P型陶瓷电容器温度稳定性更优，要求容温变化率要不大于10％。

现目前行业内普遍通过对BT进行掺杂改性来获得温度特性满足电子工业标准的一系列陶瓷电容器材料。BaTiO₃体系具有相对较高的介电常数，但因介电弛豫现象，存在其介电常数在居里点附近有较大突变、温度稳定性较差的问题；同时中国专利CN 101531510A中指出，当工作温度超出200℃，BT基体系的电容量变化率过大，难以适应特殊环境的要求，因此200℃成为了BT基体系陶瓷材料的高温上限；并且，基于BT体系进行掺杂的配方多数含有铅(Pb)、镉(Cd)等有毒元素，对人体的健康和生活的环境都具有十分严重的破坏作用，很多国家都通过立法来限制含上述有毒元素陶瓷的适用，所以难以实现实用化。而与当前所广泛应用的BaTiO₃基材料相比，SrTiO₃具有更好的温度稳定性。SrTiO3(ST)材料是一种铁电材料，但居里温度却为-250℃，因而使用温度下实际上是顺电相，受介电弛豫效应的影响较弱。相比BT体系具有如有效储能密度大、介电常数的温度系数(ΔC/C)电压相关性小、输入电压因引起的体积变化小、介质损耗低以及电气强度高等优势。然而，纯的ST材料在室温下的介电系数较低，仅为250左右，ΔC/C约为-2500×10^-6/℃，其负值很大，同时居里温度离室温较远，难以使用普通的移峰物质将其居里温度移至理想的室温左右，因而在ST系统中希望获得具有高的介电常数，电容变化率较小的介质材料是十分困难的。

当前针对高温度稳定性材料的研究则主要集中于低介电常数材料。比如：2009年中国专利CN102034604A公布了一种高温度稳定性陶瓷电容器及其制备方法，采用钛酸钡与钛酸锶混合的方法，所制备出的材料温度稳定性|Δε|/ε₂₅≤2％(-10℃～35℃)，但其介电常数较低，仅在2000左右。以及在《SiO₂/Al₂O₃ratio dependence of microstructures anddielectric properties in barium strontium titanate glass ceramics》一文中报道了一种在-55℃-150℃可以获得较好温度稳定性的钛酸锶钡材料，但介电常数较低，仅在800左右。而随着器件小型化，大容量的发展趋势，陶瓷材料的高介电常数、低容温变化率在市场有十分广阔的前景，引起了研究者的足够重视。2013年的中国专利CN103508732A公布了一种低温度系数晶界层陶瓷电容器介质及其制备方法，以SrTiO₃、LiNbO₃为主料，制备出介电常数在60000左右，温度稳定性ΔC·C^-1(-55℃-125℃)≤±15％。

结合现有报道我们发现，当前针对高介陶瓷电容器温度稳定性的研究主要以X7R标准为主，而现有的一些高于X7R标准的高温度稳定性材料的研究主要集中在低介电常数材料上。但是，随着近年来航空航天，石油钻井等领域的发展，当前广泛应用于电子通讯设备、传感器等方面的X7R标准的介电陶瓷已经不能满足这些对温度稳定性要求高的电子器件的使用要求；同时，这些领域对电容器小体积大容量的要求又需求高介电常数材料。因此，开发一种具有高介电常数，稳定的容温变化率且具有高绝缘电阻率的陶瓷材料将其应用在高介陶瓷电容器领域具有重大意义。

发明内容

鉴于上文所述，本发明针对现目前钛酸锶高介陶瓷电容器存在温度稳定性欠佳的问题，提供一种具有高温度稳定性、高介电常数和低损耗的高介陶瓷电容器材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料，包括基料和掺杂料，其特征在于，所述基料形成的晶相为SrTiO₃，所述掺杂料包括0.03％～0.35％的Nb₂O₅，0.02％～0.40％的Ta₂O₅，0.10％～0.50％的Li₂CO₃，0.05％～0.35％的CaCO₃，0.03％～0.40％的SiO₂，0.02％～0.40％的Al₂O₃和0.05％～0.35％的MnCO₃；所述掺杂料与基料经混合、成型、在还原性气氛中烧结并经氧化热处理制得。

进一步地，所述基料的原料包括SrCO₃和TiO₂，所述SrCO₃和TiO₂经预烧形成的晶相为SrTiO₃。

进一步地，所述CaCO₃，SiO₂和Al₂O₃与H₃BO₃预先合成CABS玻璃，将CABS玻璃同Nb₂O₅，Ta₂O₅，Li₂CO₃和MnCO₃一同作为掺杂料；作为优选方式，所述CABS玻璃中CaCO₃的质量分数为0％～30％，Al₂O₃的质量分数为20％～50％，SiO₂的质量分数为30％～60％，H₃BO₃的质量分数为0％～30％。

另一方面，本发明提供一种具有高温度稳定性的高介陶瓷电容器材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：配料；

选择SrCO₃和TiO₂作为原料，按照1∶1的摩尔比进行配料；

步骤2：一次球磨；

对步骤1配好的SrCO₃和TiO₂原料进行一次球磨，一次球磨完后，将一次球磨料烘干并过筛；

步骤3：预烧；

将步骤2所得的一次球磨料在900℃～1300℃温度条件下预烧2～6小时，得到预烧料，即基料；

步骤4：添加掺杂料；

在步骤3所得基料中添加占基料质量为0.03％～0.35％的Nb₂O₅，0.02％～0.40％的Ta₂O₅，0.10％～0.50％的Li₂CO₃，0.05％～0.35％的CaCO₃，0.03％～0.40％的SiO₂，0.02％～0.40％的Al₂O₃和0.05％～0.35％的MnCO₃；步骤5：二次球磨；

对步骤4中加了掺杂料后的基料进行二次球磨，二次球磨完后，将二次球磨料烘干并过筛；

步骤6：造粒、成型；

将步骤5所得二次球磨料，添加相当于上述二次球磨料质量10％～20％的聚乙烯醇进行造粒，经压制得到生坯，并将所述生坯进行排胶；

步骤7：烧结；

将步骤6所得生坯置于还原气氛中，在温度为1380～1450℃、空气条件下烧结2～5小时；

步骤8：氧化热处理；

将步骤7烧结得到的产品进行热离子涂覆，并在空气中进行氧化热处理，至此制得最终的高介陶瓷电容器材料。

进一步地，本发明制得高介陶瓷电容器材料的晶相组成为纯相的SrTiO₃相，介电常数εr为16000～19000，损耗值在2.5％以下，绝缘电阻率在10¹¹Ω·cm以上，电容温度变化率ΔC·C^-1(-55℃-150℃)在±10％以内，符合X8P标准。

进一步地，所述步骤2中一次球磨的操作具体如下：以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，在尼龙罐中将原料球磨混合，溶剂、球磨介质和物料的质量比为1.5∶(4～7)∶1，球磨时间为10～24小时。

进一步地，所述步骤2中烘干温度为90～130℃，优选为120℃。

进一步地，所述步骤2中过筛操作优选为过40目筛。

进一步地，所述步骤4中将CaCO₃，SiO₂和Al₂O₃与H₃BO₃预先合成玻璃，具体操作如下：将0％～30％的CaCO₃，20％～50％的Al₂O₃，30％～60％的SiO₂和0％～30％H₃BO₃进行球磨混合，经烘干、过筛，得到混合料，然后加热所述混合料熔融并保温，将熔融后的混合料迅速倒入水中淬冷，得到最终的玻璃。

更进一步地，预先合成玻璃的操作中烘干温度为90～130℃，优选为120℃。

更进一步地，预先合成玻璃的操作中过筛操作优选为过40目筛。

更进一步地，熔融温度为1300～1600℃，保温时间为0.5～5小时。

更进一步地，在使用CaCO₃，SiO₂，Al₂O₃和H₃BO₃这四种组分合成的玻璃作为添加的掺杂料时，需对玻璃进行粉粹、过筛处理，具体地，采用打粉机对玻璃进行打碎，并过100目筛。

进一步地，所述步骤5中二次球磨的操作具体如下：以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，在尼龙罐中将基料和掺杂料球磨混合，溶剂、球磨介质和物料的质量比为1.5∶(4～7)∶1，球磨时间为2～8小时。

进一步地，所述步骤5中烘干温度为90～130℃，优选为120℃。

进一步地，所述步骤5中过筛操作优选为过40目筛。

进一步地，所述步骤6中造粒优选为质量15～20％的PVA(聚乙烯醇)。

进一步地，所述步骤6中压制具体是在20Mpa的压力下干压成型。

进一步地，所述步骤6中排胶具体是在将生胚在400～800℃保温1.5～3小时，优选为600℃。

进一步地，所述步骤7中还原气氛为氮气和氢气的混合气氛，其中氮气和氢气的分压为3～15∶1。

进一步地，所述步骤7中升温速率优选为30～40℃/min。

进一步地，所述步骤8中在空气中进行氧化热处理的工艺参数具体为：热处理温度为1200～1280℃，热处理时间为1.5～3小时。本发明在SrTiO₃体系中掺杂Nb₂O₅，Ta₂O₅的作用是进行施主掺杂，并同时结合还原性气氛烧结过程中促进晶粒的半导化，形成半导体陶瓷，同时Nb⁵⁺、Ta⁵⁺在SrTiO₃晶格中的固溶有对介电峰的展宽效应，适当的掺杂量可以降低介电峰的峰值，使介电峰整体变化更为平滑，从而降低了在使用温度下的电容-温度系数；CaCO₃的作用是作为助烧剂，促进烧结过程中晶粒的均匀生长，CaCO₃同SiO₂和Al₂O₃在合适配比下能够降低介电温度系数，提高材料的温度稳定性，其作用机理是由于CaCO₃、SiO₂和Al₂O₃在烧结过程中形成液相润湿晶界，促进晶粒生长，从而降低损耗，同时其最终形成的无定形玻璃增大了晶界厚度，相对晶粒起包裹作用，故有利于提高材料的温度稳定性；MnCO₃的作用是作为受主杂质以及助烧剂，抑制高温烧结过程中晶粒的异常长大并减少缺陷；Li₂CO₃的作用是适当降低烧结温度。

相比现有技术，本发明的有益效果如下：

1、相比现有的钛酸锶基高介陶瓷电容器材料，本发明提供了一种高介电常数型(εr为16000～19000)陶瓷材料，该陶瓷材料在保持低损耗(损耗值在2.5％以下)，高绝缘电阻率(10¹¹Ω·cm以上)的同时，其电容温度变化率在-55℃～150℃的温度区间内|ΔC|/C25≤10％显著提升了温度稳定性，达到了电子工业标准的X8P标准。

2、本发明提供的陶瓷体系在烧结过程中不含有对人体和环境有害的成分，例如铅、镉等挥发性或重金属成分，原料绿色、环保且国内市场供应充足，是一种具有经济效益的环境友好型的陶瓷材料。

3、本发明的制备工艺与现有高温固相合成工艺兼容，无需额外的设备投入，适于大范围推广、生产应用。

附图说明

图1为本发明对比实施例和本发明实施例制得陶瓷材料的XRD图。

图2为本发明对比实施例和本发明实施例制得陶瓷材料的SEM图。

图3为本发明对比实施例和本发明实施例制得陶瓷材料的介温曲线图。

具体实施方式

为了使得所属领域技术人员能够更加清楚本发明方案及原理，下面结合附图和具体实施例进行详细描述：

实施例1；

本实施例作为对比实施例，提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，具体操作如下：

步骤1：将SrCO₃，TiO₂粉体按照摩尔比为1∶1配料，以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，在尼龙罐中将SrCO₃和TiO₂粉体球磨，料：球：水的比例为1∶4∶1.5，球磨时间为24小时；

步骤2：将球磨好的混合料置于烘箱中以120℃烘干，过40目筛，并将过筛后的料在空气中预烧，烧结温度为1250℃，保温时间2小时，得到基料；

步骤3：在100g基料中添加0.05gNb₂O₅，0.10gTa₂O₅，将配好的掺杂料与基料混合，料：球：水的比例为1∶4∶1.5，球磨6小时，置于烘箱中以120℃烘干，过40目筛；

步骤4：将步骤3中过筛后的球磨料加入相当于球磨料质量15％的PVA造粒，在20MPa的压力下干压成型，并将生胚在600℃保温2小时进行排胶；

步骤5：将步骤4所得的生坯在N₂∶H₂＝10∶1的还原性气氛中以30℃/min的升温速率升温至1420℃，保温4小时；

步骤6：将烧结好的样品在空气中进行氧化热处理，热处理温度为1200℃，热处理时间为2小时。

实施例2：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，具体操作如下：

步骤3：将CaCO₃，SiO₂，Al₂O₃和H₃BO₃这四种组分经球磨、烘干、过筛，得到混合料，然后以所述混合料至1450℃预先合成玻璃，具体操作如下：将0％～30％的CaCO₃，20％～50％的Al₂O₃，30％～60％的SiO₂和0％～30％H₃BO₃进行球磨混合，经烘干、过筛，得到混合料，然后所述混合料置于坩埚中以1450℃熔融，并在此温度下保温2小时，待保温完成后，将熔融后的混合料迅速倒入水中淬冷，然后采用打粉机将玻璃粉粹并过100目筛。得到最终的CABS玻璃粉；

步骤4：在100g基料中添加0.05gNb₂O₅，0.10gTa₂O₅和0.40g CABS玻璃粉，本实施例中CABS玻璃粉的组分如下表1所示，将配好的掺杂料与基料混合，料：球：水的比例为1∶4∶1.5，球磨6小时，置于烘箱中以120℃烘干，过40目筛；

步骤5：将步骤4中过筛后的球磨料加入相当于球磨料质量15％的PVA造粒，在20MPa的压力下干压成型，并将生胚在600℃保温2小时进行排胶；

步骤6：将步骤5所得的生坯在N₂∶H₂＝10∶1的还原性气氛中以30℃/min的升温速率升温至1420℃，保温4小时；

步骤7：将烧结好的样品在空气中进行氧化热处理，热处理温度为1200℃，热处理时间为2小时。

实施例3：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例2相同，除了CABS玻璃粉的组分，本实施例中CABS玻璃粉的组分如下表1所示。

实施例4：

实施例5：

实施例6：

下表1为实施例1至6中CABS玻璃粉中各组分的配比：

表1

实施例7：

步骤3：将CaCO₃，SiO₂，Al₂O₃和H₃BO₃这四种组分经球磨、烘干、过筛，得到混合料，然后以所述混合料至1450℃预先合成玻璃，具体操作如下：将15％的CaCO₃，25％的Al₂O₃，45％的SiO₂和15％H₃BO₃进行球磨混合，球磨操作以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，料：球：水的比例为1∶4∶1.5，然后经烘干、过筛，得到混合料，再将所述混合料置于坩埚中以1450℃熔融，并在此温度下保温2小时，待保温完成后，将熔融后的混合料迅速倒入水中淬冷，然后采用打粉机将玻璃粉粹并过100目筛。得到最终的CABS玻璃粉；

步骤4：在100g基料中添加Nb₂O₅，Ta₂O₅，CABS玻璃粉，Li₂CO₃和MnCO₃，本实施例中以上各种掺杂料的添加量如下表2所示，将配好的掺杂料与基料混合，以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，料：球：水的比例为1∶4∶1.5，球磨6小时，置于烘箱中以120℃烘干，过40目筛；

实施例8：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例7相同，除了各种掺杂料的添加量和烧结温度，本实施例中各种掺杂料的添加量如下表2所述，烧结温度如下表3所示。

实施例9：

实施例10：

实施例11：

实施例12：

下表2为实施例7至12中掺杂料各组分的质量：

表2

下表3为实施例1至12制得陶瓷材料的性能参数：

表3

如图1是实施例1～6在还原性气氛中烧结后的X射线衍射图。通过与标准PDF卡片对比可以看出制备出的材料为SrTiO₃纯相，没有第二相出现。这表明CABS玻璃粉并未与陶瓷相反应，而是在晶界处以无定型相的形式析出。

图2和3所示为本发明对比实施例和本发明实施例制得陶瓷材料的SEM图和介温曲线，根据实施例2～6与实施例1的对比说明了CABS玻璃中CaCO₃，Al₂O₃，H₃BO₃，SiO₂的比例对陶瓷性能的影响。对钛酸盐体系而言，介电常数随温度的变化主要是因为晶粒会随温度的变化发生变化，而晶界通常具有较好的温度稳定性。结合X射线衍射图可知，CAS玻璃粉并未与陶瓷相反应，而是以无定型玻璃相的形式存在于钛酸锶晶粒的晶界处，增大了晶界的厚度，同时对晶粒有较好的包覆作用，抑制了晶粒随温度的变化，因此对电容器的电容-温度系数有明显的提升作用。从图3可以看出，随着CABS玻璃的加入，制备出的电容器的电容-温度系数有明显降低。其中实施例2为较为合适的比例，实施例3中Al₂O₃含量较高，实施例4中SiO₂含量较高，实施例5中CaCO₃含量较高，实施例6中H₃BO₃含量较高。结合图2与表3可知，合适的CABS原料比例可以获得较好的性能，而过量的Al₂O₃会导致小尺寸晶粒的大量出现，介电常数也会明显降低，同时，因为小尺寸晶粒尺寸随温度变化更剧烈以及较多小晶粒的出现会降低CABS玻璃对晶粒的包裹作用，材料的温度稳定性变差，相应的，电容-温度系数升高；过量的SiO₂会导致晶粒的异常长大，可以获得较高的介电常数以及较好的电容-温度系数，但超大尺寸晶粒的出现使绝缘电阻率明显降低；过量的CaCO₃加入会导致Ca²⁺进入晶格，造成晶格畸变，导致陶瓷材料晶粒大小不均匀，出现较多的孔洞，温度稳定性降低；过量的H₃BO₃加入使晶粒尺寸增大，但同时导致了晶粒的异常生长，温度稳定性变差。

从表3中的实施例7～10可以看出，随着CABS玻璃的掺杂量增加，在保持介电常数等基本性能不变的条件下，烧结温度有明显的降低。这主要是因为CABS玻璃能在烧结过程中形成液相，润湿晶粒，促进了晶粒生长，加速了烧结进程，有利于烧结降低烧结温度。在-55℃～150℃温度区间内制备出的电容器满足|ΔC|/C₂₅≤10％，介电常数在18000左右，室温下损耗在1.5％以下，绝缘电阻率在10¹¹Ω·cm，这主要是因为本发明中多种掺杂剂的复合作用。较好的电容-温度系数主要是CABS玻璃的作用，同时，Nb⁵⁺、Ta⁵⁺在SrTiO₃晶格中的固溶有对介电峰的展宽效应，适当的掺杂量可以降低介电峰的峰值，使介电峰整体变化更为平滑，从而降低了在使用温度下的电容-温度系数。烧结过程中CABS玻璃粉形成的液可以促进晶粒的均匀生长，减少气孔，提高材料的致密度；MnCO₃在烧结后期对晶粒异常生长有抑制作用，提高了晶粒的均匀性。二者共同作用，降低了材料的损耗，提升了材料的绝缘电阻率。本发明的创新性在于可以得到烧结温度低，介电常数较高，损耗小，绝缘电阻率高，同时满足|ΔC|/C₂₅≤10％(-55℃～150℃)的高温度稳定性材料。

实施例13：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例7相同，除了预烧工艺参数，本实施例中示将步骤2所得的一次球磨料在950℃温度条件下预烧5小时，得到预烧料。

实施例14：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例7相同，除了预烧工艺参数，本实施例中是将一次球磨料在1250℃温度条件下预烧4小时，得到预烧料。

实施例15：本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例7相同，除了所述步骤4中添加的掺杂料替换为Nb₂O₅，Ta₂O₅，CaCO₃，SiO₂，Al₂O₃，Li₂CO₃和MnCO₃。

实施例16：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例7相同，除了所述步骤2中球磨操作的料：球：水的比例为1∶7∶1.5，球磨12小时。

实施例17：

本实施例提供一种高介陶瓷电容器材料的制备方法，其操作基本与实施例7相同，除了所述步骤5中球磨操作的料：球：水的比例为1∶5∶1.5，球磨2小时。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细阐述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护。

Claims

1.一种具有高温度稳定性的单层陶瓷电容器材料，包括基料和掺杂料，其特征在于，所述基料形成的晶相为SrTiO₃，所述掺杂料包括0.03％～0.35％的Nb₂O₅，0.02％～0.40％的Ta₂O₅，0.10％～0.50％的Li₂CO₃，0.05％～0.35％的CaCO₃，0.03％～0.40％的SiO₂，0.02％～0.40％的Al₂O₃和0.05％～0.35％的MnCO₃；所述掺杂料与基料经混合、成型、在还原性气氛中烧结并经氧化热处理制得。

2.根据权利要求1所述的一种具有高温度稳定性的单层陶瓷电容器材料，其特征在于，所述CaCO₃，SiO₂和Al₂O₃与H₃BO₃预先合成CABS玻璃，将CABS玻璃同Nb₂O₅，Ta₂O₅，Li₂CO₃和MnCO₃一同作为掺杂料。

3.根据权利要求1所述的一种具有高温度稳定性的单层陶瓷电容器材料，其特征在于，所述单层陶瓷电容器材料的晶相组成为纯相的SrTiO₃相，介电常数εr为16000～19000，损耗值在2.5％以下，绝缘电阻率在10¹¹Ω·cm以上，电容温度变化率ΔC·C^-1(-55℃-150℃)在±10％以内，符合X8P标准。

4.一种具有高温度稳定性的单层陶瓷电容器材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：配料；

选择SrCO₃和TiO₂作为原料，按照1∶1的摩尔比进行配料；

步骤2：一次球磨；

步骤3：预烧；

步骤4：添加掺杂料；

在步骤3所得基料中添加占基料质量为0.03％～0.35％的Nb₂O₅，0.02％～0.40％的Ta₂O₅，0.10％～0.50％的Li₂CO₃，0.05％～0.35％的CaCO₃，0.03％～0.40％的SiO₂，0.02％～0.40％的Al₂O₃和0.05％～0.35％的MnCO₃；

步骤5：二次球磨；

步骤6：造粒、成型；

将步骤5所得二次球磨料，添加相当于上述二次球磨料质量7％的聚乙烯醇进行造粒，经压制得到生坯，并将所述生坯进行排胶；

步骤7：烧结；

步骤8：氧化热处理；

将步骤7烧结得到的产品在空气中进行氧化热处理，至此制得最终的单层陶瓷电容器材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中CaCO₃，SiO₂，Al₂O₃和H₃BO₃这四种组分预先合成玻璃，具体操作如下：将0％～30％的CaCO₃，20％～50％的Al₂O₃，30％～60％的SiO₂和0％～30％H₃BO₃进行球磨混合，经烘干、过筛，得到混合料，然后加热所述混合料熔融并保温，将熔融后的混合料迅速倒入水中淬冷，得到最终的玻璃。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中一次球磨的操作具体如下：以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，在尼龙罐中将原料球磨混合，溶剂、球磨介质和物料的质量比为1.5∶(4～7)∶1，球磨时间为10～24小时；所述步骤5中二次球磨的操作具体如下：以去离子水为溶剂，采用二氧化锆球为球磨介质，在尼龙罐中将基料和掺杂料球磨混合，溶剂、球磨介质和物料的质量比为1.5∶(4～7)∶1，球磨时间为2～8小时。

7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6中造粒是采用质量15～20％的PVA，压制具体是在20Mpa的压力下干压成型，排胶具体是在将生胚在400～800℃保温1.5～3小时。

8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤7中还原气氛为氮气和氢气的混合气氛，其中氮气和氢气的分压为3～15∶1。

9.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于所述步骤7中升温速率为30～40℃/min。

10.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤8中在空气中进行氧化热处理的工艺参数具体为：热处理温度为1200～1280℃，热处理时间为1.5～3小时。