一种小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无机非金属材料领域，尤其是涉及一种小损耗超高压陶瓷电容器用介 质材料。
【背景技术】
[0002] 近几年来，在高端民用产品市场中随着电力系统和脉冲功率的不断升级改造，例 如遮断器、负载关闭器、高压电源等的设备对陶瓷电容器提出了高耐电压、低损耗、高可靠 性、小型化和大容量等的要求。目前我国加大了对激光武器和电磁武器等的研究，并取得了 一定的成果。激光武器需要瞬间提供巨大的能量，这种功能通过电路中的超高压电容倍压 来实现，并且超高压电容器是电路中的核心器件。由于国内原材料的限制，我国在军事领域 对超高压电容器的需求主要依赖进口，这给我国的国防安全带来了一定的风险。目前所需 的超高压陶瓷电容器用介质材料不仅要求耐电压更高，而且还需要较小的介质损耗及较高 的体积电阻率，以?两足超尚压电容器尚可罪性。
[0003] 在近期国内专利可查到的同类产品有：
[0004]中国专利号200410041863.X公开了一种中低温烧结高压陶瓷电容器介质，它采用 的配方是川&110360%-90%，5111031-20%，〇&2抑30.1-10%，恥2050.01-1%，]\%0 0.01%-1%，Ce〇2〇.01_0.8%，Ζη00·01-0·6%，C〇2〇3〇.〇3-1%，铋锂固溶体0.05-10%。其电性能为 介电常数2000-3000，耐电压为6kV/mm以上，降低烧结温度的添加物是铋锂固溶体。该专利 中的陶瓷电容器介质损耗太高，介电常数较低，该专利的配方组成不同于本申请。
[0005] 中国期刊《电子元件与材料》1989年第5期在"高介高压2B4介质陶瓷"的文章中公 开了一种高压陶瓷电容器介质材料，该介质材料采用97.8wt. %BaTi〇3+0.8wt. %Bi2〇3+ 0· 7wt · %Nb2〇5+〇· 5wt · %Ce〇2+0· 2wt · %Mn02的配方，其电性能为介电常数2500-2600，介电 损耗为0.5-1.4%，直流耐电压为7kV/mm，该介质存在耐电压较差，介电常数太小，介质损耗 大，且配方组成不同于本申请。
[0006] 中国专利号2012101187726(授权公告号CN 102627456B)公开了一种低损耗高压 陶瓷电容器介质，其组成按重量百分比计算为川&110 354%-91%，1%11031%-4%，8&2抑34-20%，SrZr0 33-12%，Ce〇2〇.03-1.0%，ZnO 0.1-1.5%，CaTiSi030.5%-7.5%，其介电常数 最高值为3688,这直接限制了电容器大容量的应用，为了获得大容量超高压电容器，往往导 致电容器体积过大，这与装备的小型化趋势相悖，并且其体积电阻率较小(数量级为10 11)， 从而影响了超高压电容器的绝缘性能，且其配方组成与本申请不同。
[0007] 中国专利号201210034278.1(授权公告号CN 102568821B)公开了一种高介电高压 陶瓷电容器介质，按重量百分比计算其配方组成为：BaTi0355%-90%，SrTi0 32-25%， MgZr032 %-15%，Bi3NbZr032-10 %，Ce〇2〇 ·卜1 · 0 %，ZnO 0 · 5-1 · 5%，MnC030 · 2-1 · 0 %，其介 电常数虽然较高10050-11603,但是体积电阻率小于1012,因此影响了电容器的绝缘性能及 可靠性。另外，其介质损耗均在40ΧΚΓ 4左右，这将提高在使用过程中发生热击穿的概率，从 而影响电容器的使用寿命及安全性能，并且其配方组成与本申请不同。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种介电常数高、介质损耗小、耐直流电压高且体积电阻率 高的小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料。在本发明中，通过调整陶瓷电容器用介质材料 的配方组成，实现了超高压陶瓷电容器用介质材料的介质损耗<20Χ10- 4,直流耐电压> 12.6kV/mm，介电常数>5600,且体积电阻率>2·1χ 1012Ω .cm。
[0009] 在本发明的一个方面中，提供了一种小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料，所述 介质材料包括按重量百分比计的以下组分：8&110 370-90%，3^丨032-20%，0311031.5-10% ,SrBi2Nb2〇9〇.2-5% ,Bi3ZrNb092-8% ,Nb2〇5〇.05-0.8% ,Ce020.1-0.6% ,ΖηΟ 1-5% , MnC030.1-0.5%。
[0010] 优选地，本发明的小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料的组成按重量百分比计 为：BaTi0375-88%，SrTi0 33-17%，CaTi032-8.5%，SrBi2Nb2〇9〇.5-4%，Bi 3ZrNb〇92.5-7%， Nb2〇5〇 · 1-0 · 7 %，Ce〇2〇 · 1 -0 · 5 %，ZnO 2-5 %，和MnC030 · 2-0 · 45 %。
[0011] 优选地，本发明的小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料的组成按重量百分比计 为：BaTi0375-85%，SrTi0 34-15%，CaTi033-8%，SrBi2Nb2〇9l-3.5%，Bi 3ZrNb〇93-6.5%， Nb2〇5〇 · 2-0 · 7 %，Ce〇2〇 · 2-0 · 5 %，ZnO 卜4 %，和MnC030 · 2-0 · 4 %。
[0012] 优选地，本发明的小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料的组成按重量百分比计 为：BaTi0380-85%，SrTi0 35-10%，CaTi033-8%，SrBi2Nb2〇9l .5-3%，Bi3ZrNb093-6%， Nb2〇5〇 · 1-0 · 5 %，Ce〇2〇 · 2-0 · 5 %，ZnO 2-5 %，和MnC030 · 2-0 · 4 %。
[0013] 优选地，本发明的小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料的组成按重量百分比计 为：BaTi0380-90%，SrTi0 32-10%，CaTi031.5-5%，SrBi2Nb2〇92-4%，Bi 3ZrNb093-5%， Nb2〇5〇 · 2-0 · 7 %，Ce〇2〇 ·卜0 · 5 %，ZnO 卜3 %，和MnC030 · 2-0 · 35 %。
[0014] 在本发明的陶瓷电容器用介质材料中，以BaTi03为主料。BaTi03为钙钛矿型化合 物，其介电常数最高可达25000,但是纯BaTi0 3的介电常数在室温下只有1600。因此必须加 入移峰剂，可以用不同的元素来取代钙钛矿结构中的A位和B位离子，以使BaTi0 3居里点向 室温移动，从而提高介电常数，例如A位取代的Sr2+，B位取代的Zr4+;同时为了降低材料的容 量变化率，还需要添加展宽剂，例如A位取代的0 &2+、1%2+』13+，8位取代的2#、他 5+。另外，由 于部分稀土离子在烧结过程中聚集于晶界，可以抑制晶粒生长，因此通过添加稀土氧化物 可以显著提高介质材料的耐电压。同时通过添加锌、锰等氧化物来提高致密度，降低损耗， 同时考虑环保的要求及良好的社会效益和经济效益，在本申请的陶瓷电容器用介质材料的 系统中不添加铅、隔等有害物质。
[0015] 随着介电常数的提高，BaTi03的掺杂改性难度不断提高，仅依靠调整各组原材料 的比例，无法满足电性能的改善，需要预先合成熔块进行掺杂。虽然现有技术中存在的陶瓷 电容器用介质材料的介电常数>10000，但损耗较大接近50 X10_4、直流耐电压小于12kV/ mm。此外，虽然现有技术中存在陶瓷电容器用介质材料的直流耐电压>12kV/mm的情况，但 其体积电阻率<1〇 12Ω · cm、且介电常数<4000。
[0016] 针对上述现有技术中的陶瓷电容器用介质材料存在的问题，在本发明中，通过在 陶瓷电容器用介质材料中掺杂少量SrBi2Nb 2〇9和Bi3ZrNb09而使得在实现降低介质损耗（< 20 X ΚΓ4)，提高直流耐电压强度（> 12.6kV/mm)的同时，还提高了介