[其他]具有平直溫度系數特性的低溫焙燒的介電陶瓷組分

無效

• 申請號: 85106434
• 申請日: 1985-08-27
• 公開（公告）號: CN85106434A
• 公開（公告）日: 1987-03-18
• 發明（設計）人: 邁克·S·H·朱;霍奇金斯;羅斯
• 申請（專利權）人: 譚氏陶器有限公司
• 主分類號: C04B35/46
• 分類號: C04B35/46;H01B3/12
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英,巫肖南

本發明是關于低溫焙燒所制得的介電陶瓷組分，在寬溫度范圍內，其介電常數的變化不超過基值的15%。本發明更明確地提出介電常數超過2400的介電陶瓷組分的制備方法-將含有介電氧化物和陶瓷助熔劑混合后的陶瓷制備基劑在不超過約1150℃下焙燒即可制得。

多層陶瓷電容器通常采用澆鑄或其它方法制成介電陶瓷粉末的絕緣層，再放好導體金屬電極層-通常是金屬糊狀物，然后將上述元件組裝成多層電容器。鈦酸鋇是一種常用于制備絕緣陶瓷層的介電氧化物。因為鈦酸鋇的居里溫度高，所以常用其它氧化物與鈦酸鋇反應成固體溶液來降低得到的陶瓷材料的居里溫度。材料在居里溫度下的介電常數最高，所以希望制作電容器材料的居里溫度在室溫左右。某些其它氧化物，如二氧化錳也可以加入來改進材料的絕緣強度，并做為晶粒成長調節物控制其介電常數。

制作多層電容器的陶瓷組分的介電常數隨溫度變化的大小也是很重要的。包括鈦酸鋇的很多介電陶瓷組分的介電常數，當溫度升高或降低，變化顯著。制作多層電容器理想的介電陶瓷組分需要在寬溫度范圍內具有穩定的介電常數，其變化不應超過在25℃（室溫）下的介電常數基值的正或負15%。為了調節居里溫度，必需用選定的氧化物與鈦酸鋇反應，才能得到平直的溫度特性。制備介電常數大于2000，并對溫度穩定的電容器的材料，通常要在空氣中和高于1150℃的溫度下焙燒熟化。在這種溫度下，金屬電極層一定要用較不活潑，較高熔點的所謂貴金屬的合金，如鈀和銀，鈀和金和其它技術上已知的價昂合金制作。只有這樣才能避免或是電極與絕緣陶瓷層反應，或是電極可能熔化而造成導電層的中斷。如果能在低于1150℃焙燒制備介電常數大于2000并具有合適的溫度特性的陶瓷組分，那就可以選用比較便宜的電極材料，而不犧牲電容器的性能。以前用于在1150℃以下制作多層電容器的介電陶瓷組分的介電常數小于2000，滿足不了大多數用途的要求。

本發明的目標之一是生產一種在寬溫度范圍內具有穩定介電常數的陶瓷組分。本發明的另一個目標是在低溫下焙燒生產介電常數大于2400并隨溫度變化小的陶瓷組分。

本發明采用低溫焙燒由兩種成分組成的介電陶瓷組分，來達到上述及其它目標，其中主要的成分是陶瓷制備基劑，次要的成分是玻璃料或陶瓷助熔劑。更明確地講，本發明的介電陶瓷組分中，主要成分約占93.5%-96.5%（重量），次要成分約占3.5%-6.5%（重量）。

陶瓷組分的主要成分是介電氧化物的陶瓷制備基劑，含鈦酸鋇（BaTiO₃），五氧化鈮和氧化鈷，也可以是含上述氧化物的物料或氧化物母體。在陶瓷制備基劑中最好選用TAM Ceramics TICONHPB，產品號52901高純度鈦酸鋇。陶瓷制備基劑的成分以氧化物計為：鈦酸鋇約98.0%-99.0%（重量），五氧化鈮約0.97%-1.54%（重量），氧化鈷約0.19%-0.32%（重量）。

次要成分的陶瓷助熔劑含有鈦酸鉍，鈦酸鉛（PbTiO₃），氧化鋅和氧化硼，也可以是含上述氧化物的物料或其氧化物母體。鈦酸鉍的分子式是Bi₂Ti₂O₇，或其含氧化物的物料或氧化物母體，而其組成比例為Bi₂Ti₂O₇。玻璃料的成分是：鈦酸鉍約占16%-60%（重量），鈦酸鉛約占8%-52%（重量），氧化鋅約占18%-35%（重量）和氧化硼約占5%-11%（重量）。

此外，陶瓷制備基劑和陶瓷助熔劑中還可以加入二氧化錳，或其母體如碳酸錳，或含錳離子的溶液。二氧化錳的加入量約占陶瓷制備基劑和陶瓷助熔劑總重量的0-0.114%，以約0.05%為佳。

在較好的實際例子中的組成是：在介電組分總重量中，陶瓷制備基劑約占93.5%-96.5%;玻璃料約占3.5%-6.5%，更理想的組成比例是：陶瓷制備基劑約占95%（重量），玻璃料約占5%（重量）。

在上述實例的玻璃料中，鈦酸鉍對鈦酸鉛的重量比例約為7.33∶1至0.33∶1，鈦酸鉍和鈦酸鉛的添加量對氧化鋅和氧化硼的添加量約為3.20∶1至1.24∶1。較好的氧化鋅含量約占陶瓷制備基劑的1.22%-1.6%（重量），較好的氧化硼含量約占陶瓷制備基劑的0.38%-0.50%（重量）。