一种高耐压多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法[0002]片式多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitor,简称MLCC)作为基础电子元器件，除在智能手机、平板电脑、广播电视、移动通信、家用计算机、家用电器、测量仪器、医疗设备等民用产品及消费电子中普遍使用外，在航空航天、坦克电子、军用移动通讯、武器弹头控制和军事信号监控等军用电子设备以及石油勘探等行业都具有相当广泛的应用。钛酸钡(BaTiO3)基温度稳定型MLCC用介质材料因其对环境无害，一直是研究的热点，目前使用最多的是EIA X7R (_55°C~125°C，AC/C2or^ ±15%)介质材料。随着MLCC的飞速发展，对MLCC用介质材料的研究提出了更高的要求，即在更高温度环境中依然保持稳定的介电性能，如在夏天，汽车发动机舱内的温度会达到130°C以上，此时，X7R型介质材料就很难满足实际需要。因此，X8R (_55°C~150°C，AC/C2or^ ± 15%)型MLCC用介质材料的研制，具有十分重要的实际意义。[0003]但在该工作温区范围内，该系列陶瓷电容器介质容量变化率虽能达到X8R的要求，但其介电损耗仍在1%以上，且耐压强度并非很高(7kv/mm)，因此不能完全适应某些特殊场合，如军事工程方 面的应用。
[0004]本发明的目的，在于克服现有技术的陶瓷电容器介质的容量变化率虽能达到X8R的要求，但其介电损耗仍在1%以上、且耐压强度并非很高(7kv/mm)、不能完全适应某些特殊场合需要的缺陷，提供一种高耐压(15kv/mm以上)且具有较高介电常数的X8R型多层陶瓷电容器介质材料及其制备方法。[0005]本发明通过如下技术方案予以实现。[0006]一种高耐压多层陶瓷电容器介质材料，以BaTiO3粉体为基料，在此基础上，外加质量百分比为0.6~1.8%的(NiO) !-,(NbO^5)x,其中x=0.6~0.8 ;0.2~0.7%的(MnO) (NbO2.5) y，其中 y=0.4 ~0.6 ;0.5 ~3.5% 的 CaZrO3 及 4 ~7% 的玻璃助熔剂；[0007]所述(NiO) (NbO2.5) χ化合物，是将NiO和Nb2O5按摩尔比1_χ:χ/2，其中χ=0.6~0.8合成；
[0008]所述(MnO)^y(NbC)2.5)y 化合物，是将 MnCO3、Nb2O5 按摩尔比 l_y:y/2,其中 y=0.4 ~
0.6合成；
[0009]所述CaZrO3由CaCO3和ZrO2按摩尔比1:1合成；
[0010]所述玻璃助熔剂的原料组分及其质量百分比含量为:17%的Ti02、34%的H3B03、26%的 ZnO 和 23%Bi203 ；
[0011]该高耐压多层陶瓷电容器介质材料的制备方法，具有如下步骤:[0012](I)合成(NiO)^(NbO2.5)x 化合物，其中 χ=0.6 ~0.8
[0013]将NiO、Nb2O5按摩尔比1-χ:x/2，其中x=0.6~0.8配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120°C烘干、过40目分样筛，于1000°C煅烧，再二次球磨6小时，烘干、过80目分样筛，制得(NiO)^ (NbO2Jx，其中x=0.6~0.8 ;
[0014](2)合成(MnO) (NbO2.5)y 化合物，其中 y=0.4 ~0.6
[0015] 将MnC03、Nb2O5按摩尔比l_y:y/2,其中y=0.4~0.6配料,原料与去离子水混合后球磨4小时，于120°C烘干、过40目分样筛，于800~1000°C煅烧，再二次球磨6小时，烘干、过80目分样筛，制得(MnO) H(NbC)2.5)y，其中y=0.4~0.6 ;
[0016](3)合成 CaZrO3
[0017]将0&0)3、2102按摩尔比1:1配料，原料与去离子水混合后球磨4小时，于120°C烘干、过40目分样筛，于1000 0C煅烧，制得CaZrO3 ；
[0018](4)合成玻璃助熔剂
[0019]按质量百分比，将17%的Ti02、34%的H3B03、26%的ZnO和23%的Bi2O3充分混合、熔融、淬冷、磨细、过200目分样筛，制得玻璃助熔剂；
[0020](5)以BaTiO^t为基料，在其中添加下述质量百分比的成分:0.6~1.8%的(NiO) h (NbO2.5)x，其中 x=0.6 ~0.8 ;0.2 ~0.7% 的(MnO)卜(NbO2.5) y，其中 y=0.4 ~0.6 ;
0.5~3.5%的CaZrO3和4~7%的玻璃助熔剂，所配原料与去离子水混合后球磨4~8小时，烘干后加入质量百分比为7%的粘结剂，过80目分样筛造粒；
[0021](6)将步骤(5)的造粒粉料压制成生坯，经排胶后，于1150°C烧结，保温I小时，制得高耐压多层陶瓷电容器介质材料。
[0022]所述CaZrO3的优选添加量为1.0wt%。
[0023]所述步骤(6)的生坯为Φ IOX I~1.3mm的圆片生坯。
[0024]所述步骤(6)的生坯经3.5小时升温至550°C排胶，再经I小时升至1150°C烧结，保温I小时。
[0025]本发明的多层陶瓷电容器介质材料主要通过锆酸钙的添加，有效改善了陶瓷微观结构，提高了耐压性能，其耐压值达到13kv/mm以上；具有优良的介电性能:在_55°C~150°C温区内，电容量变化率在土 15%以内，且具有较高的室温介电常数(~3000)和较低介电损耗(tan δ〈1.0%)；

[0026]以下将结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述:
[0027]实施例1
[0028]粉体制备:
[0029]首先，用电子天平称量分析纯级(≥99%)的2.2410g NiO和9.3033g Nb2O5,混合，以去离子水作为球磨介质，球磨4小时后烘干、过筛，于1000°C煅烧得到(NiO)a3(NbC)2Ja7化合物，再二次球磨6小时，过80目分样筛备用；
[0030]再用电子天平称量分析纯级(≥99%)的5.7474g MnCO3和6.6452g Nb2O5,混合，以去离子水作为球磨介质，球磨4小时后烘干、过筛，于900°C煅烧得到(MnO)a5(NbO2.5)α5化合物，再二次球磨6小时，过80目分样筛备用；[0031]再将22.3291g CaCO3和27.5114g ZrO2混合，以去离子水作为球磨介质，球磨4小时后烘干、过筛，于1000°c煅烧得到CaZrO3 ；
[0032]再将17g Ti02、34g H3BO3>26g ZnO 和 23g Bi2O3 充分混合、熔融淬冷、磨细、过 200
目分样筛后制得玻璃助熔剂。
[0033]将50g BaTi03>0.45g(NiO)0 3 (NbO2.5)0 7,0.1g(MnO)0 5(NbO2 5) 0 5^0.25g CaZrO3 和
2.5g玻璃助熔剂与去离子水混合后球磨4小时，烘干后外加质量百分比为7%的石蜡，过80目分样筛造粒。 [0034]成型与烧结:
[0035](I)将造粒后的粉料在4MPa下压制成Φ IOX 1.2mm的圆片生坯，经3.5小时升温至550°C排胶，再经I小时升至1150°C烧结，保温I小时，制得高耐压多层陶瓷电容器介质材料。
[0036]在所得制品上下表面均匀涂覆银浆，经850°C烧渗制备电极，制得待测样品，测试介电性能及TC特性。
[0037](2)如果将造粒后的粉料在20MPa下压制成Φ35Χ1.5mm的较大圆片生坯，则生坯按排胶曲线刀」^200^」^350^」^550^」^550^进行排胶；然后再由室温2小时升至1150°C烧结，保温I小时，制得高耐压多层陶瓷电容器介质材料。
[0038]在所得制品上下表面中心位置均匀涂覆Φ8πιπι的银浆，经850°C烧渗制备电极，制得待测样品，测试耐压性能。
[0039]实施例1-5的具体原料配比详见表1和表2。
[0040]表1
[0041]