高介电常数、高稳定、低损耗的陶瓷介质材料及制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN92108411.0

申请日:

1992.05.11

公开号:

CN1067037A

公开日:

1992.12.16

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开|||

IPC分类号:

C04B35/46; H01B3/12

主分类号:

C04B35/46; H01B3/12

申请人:

上海无线电六厂;

发明人:

蒋蕰美; 余珮

地址:

200063上海市光复西路419号

优先权:

专利代理机构:

上海市仪表电讯工业局专利事务室

代理人:

汪瑜;许文珍

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内容摘要

一种陶瓷介质材料,通过以(35~45)%重量TiO2、(30~46%)%重量Nd2O3、(16~25)%重量BaO、(5~14)%重量Bi2O3组成基础成分;以(45~60)%重量Pb3O4、(15~32)%重量Bi2O3、(6~12)%重量H3BO3、(3~9)%重

权利要求书

1: 1、一种陶瓷介质材料,以TiO 2 -Nd 2 O 3 -BaO-Bi 2 O 3 为基础成分,其特征在于:基础成分占84~95%重量、助熔玻璃成分占5~16%重量,上述基础成分组成关系为: 上述助熔玻璃成分组成关系为: 2、一种制造权利要求1所述的陶瓷介质材料的方法,其特征在于:先将基础组成物湿混,干燥后预烧,在1100℃下保温2小时;另一方面,将助熔玻璃组成物干混后在约950℃下熔制玻璃,熔后急冷,经球磨获得粒径为
2: 5μ以下的浆料,烘干备用;然后按基础成分和助熔玻璃成分的比例配料,在1120℃~1130℃温度下焙烧出陶瓷介质材料。

说明书


本发明涉及陶瓷介质材料的配方及其制造方法的改进,特别是关于能以中温烧结获得兼有高介电常数(高ε)、平坦温度特性(电容量和介电常数随温度变化小,即温度系数Tcc低)和低损耗(损耗因素DF低)的陶瓷介质材料及其制造方法。

    一般对高频电容器上所用的介质材料,要求优良的温度特性和低损耗性能,例如多层陶瓷电容器的COG国际标准中要求介电常数或电容量在-55℃~-125℃(以20℃为基准)的变化(Tcc)不大于±30ppm/℃、损耗因数(DF)小于0.1%。另一方面,一般为获得高介电常数的陶瓷介质材料,多数是将组成物材料置于高温下烧结,以取得很好致密性的粒子结构而获得高介电常数。但是,当陶瓷介质材料被应用于制作电容器时,必然要求电极材料的熔点要超过陶瓷介质材料的烧结温度,即需使用由铂、钯等贵金属材料组成的耐高温电极材料,成本较贵。为降低成本,出现了一些可中低温烧结的陶瓷介质材料。但是以现有中低温烧结技术制作陶瓷介质材料,要保证优良的Tcc和DF,很难提高ε。然而对介质材料来说,介电常数是很重要的性能指标,直接关系其应用范围。例如若ε值低,用其制作大容量多层陶瓷电容器时,势必增加叠层数,这不仅影响合格率、可靠性以及钯-银电极浆料用量随之增加而成本上升,而且电容器厚度增加会影响小型化,使应用范围受到限制。为此,不少厂家致力研究高ε、低Tcc、低DF的陶瓷介质材料。例如1988年11月23日公开的中国发明专利申请(CN88102245A)提出了一种可在低于1140℃温度烧结的ε>100、DF<0.1%和Tcc<150ppm/℃的陶瓷组合物,也有的提出了TiO2-Nd2O3-BaO-Bi2O3系介质材料的组成方案,例如日本公开特许昭62-56361、昭61-261263等,这些方案虽都改善了性能,但同时满足Tcc<±30ppm/℃、DF<0.1%的中温烧结陶瓷介质材料,都不曾有ε超过120的。

    本发明的目的是针对上述问题,提供一种能低于1130℃温度烧结的、兼有高介电常数、平坦温度特性和低损耗的陶瓷介质材料及其制造方法。

    本发明是这样实现的:使陶瓷介质材料的组成主要由基础成分和助熔玻璃成分构成,其中,基础成分占84~95%重量、助熔玻璃成分占5~16%。上述基础成分组成关系为:

    上述助熔玻璃成分组成关系为:

    制造上述陶瓷介质材料地方法是,先将基础组成物湿混,干燥后预烧,在1100℃下保温2小时;另一方面,将助熔玻璃组成物干混后在约950℃下熔制玻璃,熔后急冷,经球磨,获得粒径为1.5μ以下的浆料,烘干备用。然后按基础成分和助熔玻璃成分的比例配料,在1120℃~1130℃温度下焙烧出符合本发明目的的陶瓷介质材料。

    利用本发明的配料组成和制造方法,可在低于1130℃下烧结出ε>130、Tcc<±30ppm/℃、DF<0.05%的陶瓷介质材料,因此较之以往的高频用陶瓷介质材料,性能大大提高。实现高ε可使其应用于制作多层陶瓷电容器时,减少叠层数,节约电极浆料、提高电容的合格率、可靠性和小型化。而且,这些性能是在低于1130℃烧结温度下获得的,故用它作介质制作电容器时,可采用熔点低于1160℃的、成分比为30%钯(重量)/70%银(重量)的内电极浆料,较之过去使用高比例贵金属成分的电极浆料,成本显著降低。

    以下举实施例进一步详细介绍本发明。

    本例为本发明的陶瓷介质材料配制方法。首先,基础成分按表1配料称量。

    表1N  O.BaCO3Nd2O3TiO2Bi2O3120.7635.4337.366.45222.1233.7736.877.24319.1337.1238.375.38

    然后倒入塑料球磨罐内湿混(料∶氧化锆球∶水=1∶2∶1.5),球磨24小时,干燥后预烧,在1100℃下保温2小时,然后粉碎备用。

    另一方面,助熔玻璃成分按以下配料称量。

    Pb3O4Bi2O3SiO ZnO H3BO3Al2O358 22.97 5 3.21 8.45 2.37

    干混后倒入氧化铝钳锅内,在约950℃下熔制玻璃,再将玻璃倒入蒸馏水中急冷后,球磨与过筛出粒径为1.5μ以下的浆料,烘干备用。

    本例中,按基础成分∶助熔玻璃成分=89.5∶10.5的比例配料称量后,倒入氧化铝球磨罐内混合24小时,再在1120℃~1130℃温度下焙烧出所需介质材料。用本例介质材料制成的多层陶瓷电容器的电性能,如表2所示。

    表2

    

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一种陶瓷介质材料,通过以(3545)重量TiO2、(3046)重量Nd2O3、(1625)重量BaO、(514)重量Bi2O3组成基础成分;以(4560)重量Pb3O4、(1532)重量Bi2O3、(612)重量H3BO3、(39)重。

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