其压成生坯密度为3.8g/cm 3的坯料，烧成温度为1280~1330°C，从而获 得比较例1的陶瓷电容器用介质材料。然后，用68%浓度的银浆被银，在850°C下保温10分钟 进行烧银，形成银电极，焊接引线，用环氧树脂进行包封，即得陶瓷电容器。采用与实施例1 中相同的测试条件对陶瓷电容器的电性能进行测试，在下面的表4中给出了利用比较例1的 配方制备的陶瓷电容器所对应的电性能。
[0071] 比较例2-15
[0072] 以与实施例1中相同的方式来制备表3中的比较例2-15中的陶瓷电容器用介质材 料。并且，采用与实施例1中相同的测试条件对利用表3中的比较例2-15中的陶瓷电容器用 介质材料制成的陶瓷电容器的电性能进行测试，利用比较例2-15的各配方制备的陶瓷电容 器所对应的电性能在下面的表4中示出。
[0073]表1本发明实施例1-30的陶瓷电容器用介质材料的组成
[0078]
[0079] 表4比较例1-15的配方试样的电性能
[0080]
[0081]从以上表2和表4中可以看出，在制备超高压陶瓷电容器用介质材料时，随着介质 材料介电常数的提高，选择不同的合成熔块及控制其掺杂比例对电容器的电性能是至关重 要的。在本发明实施例1-30的陶瓷电容器用介质材料中，通过同时使用SrBi 2Nb209和 Bi3ZrNb〇9,可以获得以下优异的电性能:直流耐电压>12.6kV/mm，介电常数>5600,介质损 耗<20X10- 4,且体积电阻率>2·1χ 1012Ω .cm。
[0082] 与本发明的通过在陶瓷电容器用介质材料中同时掺杂SrBi2Nb2〇 9和Bi3ZrNb09的实 施例1-30相比，在陶瓷电容器用介质材料中仅使用SrBi 2Nb2〇9或Bi3ZrNb09的比较例1-15中， 直流耐电压< 10.3kV/mm，介电常数<5200，介质损耗> 30 X 10-4，且体积电阻率< 5 X 1011 Ω · cm〇
[0083] 由表2和表4中的电性能对比可知，在陶瓷电容器用介质材料中仅使用SrBi2Nb2〇9 或Bi3ZrNb09的情况下，不能同时兼顾介电常数高、介质损耗小、直流耐电压高和体积电阻率 大的性能之间的平衡。相反，在本发明中，通过在本发明的陶瓷电容器用介质材料中同时掺 杂SrB i 2Nb2〇9和B i 3ZrNb09而实现了介电常数、介质损耗、直流耐电压和体积电阻率之间的良 好的性能平衡。
[0084]经过本发明优化后的超高压陶瓷电容器用瓷料的直流耐电压>12.6kV/mm，介电 常数>5600,介质损耗<20 X10_4,且体积电阻率>2.1χ 1012Ω · cm，这些电性能的提高为 生产优异的超高压陶瓷电容器奠定了良好的基础，能够满足电力系统、脉冲功率、航空航 天、激光武器等对电容器的要求。
[0085]以上实施例仅是本发明的一些优选实施方式，但本发明的保护范围并不仅限于 此。本领域技术人员应该理解，所有不背离本发明精神和范围的任何修改、替换或将本发明 分成若干部分再进行组合的方式都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料，所述陶瓷电容器用介质材料的组成按重 量百分比计为：BaTi〇3 70-90%，SrTi〇3 2-20%，CaTi〇3 1.5-10%，SrBi2Nb2〇9 0.2-5%， Bi3ZrNb〇9 2-8%，Nb2〇5〇.05-〇.8%，Ce〇2 0·1_0·6%，Ζη0 1-5%，和MnC03 0·卜0.5%。2. 根据权利要求1所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述陶瓷电容器用介质材料的 组成按重量百分比计为：8&11〇3 75-88%，5111〇33-17%，〇311〇3 2-8.5%，5沾12恥2〇9〇.5-4%，Bi3ZrNb〇9 2.5-7%，Nb2〇5〇.l-〇.7%，Ce〇2 0·卜0·5%，Ζη0 2-5%，和Μη⑶3 0.2- 0.45%〇3. 根据权利要求1所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述陶瓷电容器用介质材料的 组成按重量百分比计为：8&1^〇3 75-85%，5111〇34-15%，〇31^〇3 3-8%，5沖丨2他2〇9 1-3.5%，Bi3ZrNb〇9 3-6.5%，Nb2〇5〇.2-〇.7%，Ce〇2 0·2-0·5%，Ζη0 卜4%，和Μη⑶3 0.2- 0·4%〇4. 根据权利要求1所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述陶瓷电容器用介质材料的 组成按重量百分比计为：8&11〇3 8〇-85%，511^〇35-10%，〇311〇3 3-8%，5冲12恥2〇9 1.5-3%，Bi3ZrNb〇9 3-6%，Nb2〇5〇.l-〇.5%，Ce〇2 0·2-0·5%，Ζη0 2-5%，和MnC03 0.2-0.4%。5. 根据权利要求1所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述陶瓷电容器用介质材料的 组成按重量百分比计为：8&11〇3 8〇-90%，511^〇32-10%，〇311〇3 1.5-5%，5冲12恥2〇9 2-4%，Bi3ZrNb〇9 3-5%，Nb2〇5〇.2-0.7%，Ce〇2 0.1-0.5%，ZnO 1-3%，和MnC03 0.2-0.35%。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述陶瓷电容器 用介质材料的直流耐电压> 12.6kV-/mm，介电常数K> 5600，介质损耗< 20 X 1 0-4，且体积电 阻率>2·1χ 1012Ω · cm。7. 根据权利要求1至5中任一项所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述介质材料中 所使用的Bi3ZrNb0 9的制备方法为：将常规的化学原料Bi2〇3、Zr02和Nb 2〇5按3: 2:1摩尔比进 行配料，球磨混合后在110-130 °C下进行烘干，然后将烘干料放入氧化铝坩埚中在1150 °C至 1170°C下保温2.5-3.5小时，通过固相反应来合成Bi3ZrNb09，冷却后研磨过120目筛备用。8. 根据权利要求1至5中任一项所述的陶瓷电容器用介质材料，其中，所述介质材料中 所使用的SrBi2Nb 2〇9的制备方法为:将常规的化学原料Bi2〇3、SrC0 3和Nb2〇5按1:1:1摩尔比进 行配料，球磨混合后在110-130 °C下进行烘干，然后将烘干料放入氧化铝坩埚中在1030 °C至 1050°C下保温2.5-3.5小时，通过固相反应来合成SrBi2Nb2〇 9，冷却后研磨过120目筛备用。9. 一种用于制备根据权利要求1-8中任一项所述的陶瓷电容器用介质材料的方法，包 括以下步骤： 取按重量百分比计的上述原料进行配料； 将配好的原料进行研磨； 在研磨的物料达到要求的粒径后与造粒添加剂一起研磨0.5-2小时，利用离心干燥塔 进行造粒;和 对造粒料进行过筛，以获得陶瓷电容器用介质材料。10. 根据权利要求1-8中任一项所述的陶瓷电容器用介质材料在制备电容器中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种小损耗超高压陶瓷电容器用介质材料，所述介质材料的组成按重量百分比计为：BaTiO3？70-90％，SrTiO3？2-20％，CaTiO3？1.5-10％，SrBi2Nb2O9？0.2-5％，Bi3ZrNbO9？2-8％，Nb2O50.05-0.8％，CeO2？0.1-0.6％，ZnO？1-5％，和MnCO3？0.1-0.5％。在本发明中，通过在陶瓷电容器用介质材料中同时掺杂SrBi2Nb2O9和Bi3ZrNbO9而实现了介电常数、介质损耗、直流耐电压、和体积电阻率之间的良好的性能平衡。另外，本发明还提供了一种用于制备陶瓷电容器用介质材料的方法以及所述介质材料的用途。
【IPC分类】H01G4/12, C04B35/453, C04B35/468, C04B35/626
【公开号】CN105645952
【申请号】
【发明人】袁峰, 张艳茹
【申请人】北京七星飞行电子有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月30日