專利名稱：高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子陶瓷領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷技術(shù)。
在制備多層陶瓷電容器過(guò)程中，內(nèi)電極將與瓷料同時(shí)燒結(jié)。目前國(guó)際上通用多層陶瓷電容器瓷料的燒結(jié)溫度集中在1150℃～1300℃范圍，這就要求內(nèi)電極采用貴金屬鈀或含鈀量很高的鈀～銀合金，從而致使多層陶瓷電容器的成本較高。我國(guó)早在70年代就研制出了ZnO-Bi2O3-Nb2O5(ZBN)等低溫?zé)Y(jié)多層陶瓷電容器瓷料系統(tǒng)。如上?？茖W(xué)出版社于1986年5月出版的《無(wú)機(jī)介電材料》一書(shū)，公開(kāi)了ZnO-Bi2O3-Nb2O5配方、工藝及其性能。但是，由于對(duì)這類(lèi)瓷料的基礎(chǔ)研究不精不細(xì)，瓷料結(jié)構(gòu)不明，瓷體的相組成復(fù)雜，燒結(jié)過(guò)程中采用淬火工藝，致使其多層陶瓷電容器產(chǎn)品不能全面達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中與中、高溫多層陶瓷電容器相當(dāng)?shù)男阅?，壽命試?yàn)結(jié)果不理想，可靠性不高，生產(chǎn)上的重現(xiàn)性很差。低溫?zé)Y(jié)多層陶瓷電容器瓷料只能用作低擋多層陶瓷電容器產(chǎn)品的制造。
本發(fā)明的目的是提高現(xiàn)有低溫?zé)Y(jié)多層陶瓷電容器瓷料系統(tǒng)ZnO-Bi2O3-Nb2O5的性能，使之達(dá)到與中、高溫多層陶瓷電容器相當(dāng)?shù)男阅堋?br> 本發(fā)明首先從材料科學(xué)的角度出發(fā)，查明了ZnO-Bi2O3-Nb2O5(ZBN)三元系統(tǒng)中焦綠石結(jié)構(gòu)相區(qū)的形成及分布情況。在此基礎(chǔ)上，配制得到了晶體結(jié)構(gòu)和相組成簡(jiǎn)單、具有完全的焦綠石結(jié)構(gòu)、溫度系數(shù)系列化的、高性能低溫?zé)Y(jié)瓷料，可用于通用陶瓷電容器，多層陶瓷電容器，直流和交流中、高壓多層陶瓷電容器以及微波介質(zhì)諧振器。
本發(fā)明由ZnO、Bi2O3、Nb2O5組成，其分子通式為Bi3xZn2(1-x)Nb2-xO7，組份含量為0.45≤x≤0.67。
本發(fā)明提供的高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷，具有以下效果燒結(jié)溫度較低，為960℃-1000℃，瓷質(zhì)致密，介電常數(shù)高，為80-160，介電損耗小于或等于6×10-4;絕緣電阻高于或等于1012Ω·cm，介電常數(shù)的溫度系數(shù)覆蓋范圍寬，為+200ppm/℃-550ppm/℃。
本發(fā)明的實(shí)施例如下實(shí)施例1把配料所需的多種原料ZnO、Bi2O3、Nb2O5按配方Bi3xZn2(1-x)Nb2-xO7，其中x＝0.67，進(jìn)行充分混合并達(dá)到所需的細(xì)度，在760-840℃之間進(jìn)行預(yù)燒，保溫2小時(shí)，將燒塊細(xì)粉碎后，壓制成所需的形狀，排膠后的樣品在930-1000℃，保溫1小時(shí)，再隨爐自然冷卻，成瓷后的試樣經(jīng)被銀、燒銀后，便可以進(jìn)行電性能測(cè)試和用于制作通用陶瓷電容器。如用于制作多層陶瓷電容器，則按多層陶瓷電容器的通用工藝成膜，印制電極，切塊，燒結(jié)。如用于制作介質(zhì)諧振器，可按上述方法干壓成型，燒結(jié)。
該組瓷料，其性能達(dá)到如下指標(biāo)介電常數(shù)溫度系數(shù)α＝+230ppm/℃，介電常數(shù)ε＝74，介質(zhì)損耗tg≤6×10-4，體積電阻率ρ＞1012Ω·cm，絕緣強(qiáng)度＞10MV/m，靜態(tài)抗彎強(qiáng)度＞80MPa。
實(shí)施例2把配料所需的各種原料ZnO、Bi2O3、Nb2O5依照以下配方Bi3xZn2(1-x)Nb2-xO7，其中x＝0.59，按實(shí)施例1的工藝過(guò)程進(jìn)行燒結(jié)。所得瓷料其性能達(dá)到如下指標(biāo)介電常數(shù)溫度系數(shù)α＝-210ppm/℃，介電常數(shù)ε＝110，介質(zhì)損耗tg≤6×10，體積電阻率ρ＞1012Ω·cm，絕緣強(qiáng)度＞10MV/m，靜態(tài)抗彎強(qiáng)度＞80MPa。
實(shí)施例3把配料所需的各種原料ZnO、Bi2O3、Nb2O5依照以下配方Bi3xZn2(1-x)Nb2-xO7，其中x＝0.45，按實(shí)施例1的工藝過(guò)程進(jìn)行燒結(jié)，所得瓷料其性能達(dá)到如下指標(biāo)介電常數(shù)溫度系數(shù)α＝-550ppm/℃，介電常數(shù)ε＝140，介質(zhì)損耗tg≤6×10，體積電阻率ρ＞1012Ω·cm，絕緣強(qiáng)度＞10MV/m，靜態(tài)抗彎強(qiáng)度＞80MPa。
權(quán)利要求
1.高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷，由ZnO、Bi2O3、Nb2O5組成，分子通式為Bi3xZn2(1-x)Nb2-xO7，其特征在于各組份的含量為0.45≤X≤0.67。
全文摘要
本發(fā)明在電子陶瓷技術(shù)領(lǐng)域公開(kāi)了一種高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷的配方Bi
文檔編號(hào)H01B3/12GK1089247SQ9312158
公開(kāi)日1994年7月13日 申請(qǐng)日期1993年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月27日
發(fā)明者王曉莉, 姚熹, 黃鑣, 蔡修凱 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)