专利名称：：交流高压陶瓷电容器介质材料及其制备方法
技术领域：
：本发明属于电容器材料制备
技术领域：
，涉及一种交流高压陶瓷电容器介质材料，本发明还涉及该种交流高压陶瓷电容器介质材料的制备方法。
背景技术：
：交流高压陶瓷电容器是指应用于高电压系统的瓷介质电容器。目前它主要应用于高电压设备如避雷器、断路器等的均压部件、激光器、高压分压器和电力传输电容器等方面。目前交流高压陶瓷电容器所使用的介质通常为BaTi03或SrTi03为基介质材料。作为瓷介电容器用的介质陶瓷，目前应用于交流高压的BaTi03系陶瓷电容器介质材料是以BaTi03为基料，适当添加镁、铅、铋、锰及其它元素为改性剂，烧结温度在130(TC以上，额定条件下介电常数￡=20003000，tgS=l7%，交流抗电强度为3MV/m，并且在高压交流的场合应用时，容易由于发热而发生击穿破坏现象，而且对外加电场、温度、放置时间等的依赖性较大，产品的容量在实际使用状态下温度变化率不够稳定、介质损耗大。而SrTi03系陶瓷介质材料比BaTi03系陶瓷介质材料具有有效储能密度大、输入电压引起的体积变化小、AC/C的电压相关性小和介质损耗低以及抗电强度高等优点，因此研发新的SrTK)3系陶瓷介质材料具有更重要的意义。
发明内容本发明的目的是提供一种高压交流陶瓷电容器介质材料，解决了现有技术中存在的耐受电压强度、介电常数偏低；温度变化率不够稳定、介质损耗大、烧结温度较高的问题。本发明的另一目的是提供上述高压交流陶瓷电容器介质材料的制备方法，得到具有高介电常数、温度稳定、耐交流高电压的交流高压陶瓷电容器介质材料。本发明所采用的技术方案是，一种高压交流陶瓷电容器介质材料，由以下组分组成，并且各组分摩尔百分比含量为SrC03为3040%，7102为4555%，Pb304为410%，Bi2。3为25%，MO为03%，Re(OH)3为03%，上述各组分的摩尔含量总和为100%;所述M选取镁、钙或锆，所述Re选取钇、铈、镧、铌或镝中的12种。本发明所采用的另一技术方案是，一种上述的高压交流陶瓷电容器介质材料的制备方法，该方法按照以下步骤实施步骤l、配料将SrC03、Ti02、Pb304、Bi203、MO、Re(OH)3预处理，按照以下摩尔百分比配方称量SrC03为3040%，1102为4555%，Pb304为410%，Bi203为25。/。，MO为03。/。，Re(OH)3为03%，上述各组分的摩尔含量总和为100%;步骤2、混合粉料将步骤1称量好的各组分以去离子水为介质在搅拌磨中球磨78小时，使其粒度小于lpm后，利用喷雾干燥器进行喷雾干燥得到混合粉料；步骤3、粉料烧结将步骤2所得混合粉料在90(TC115(rC的温度范围内，烧结60300分钟，自然冷却，得到烧结粉料；步骤4、粉料成型将步骤3所得烧结粉料以去离子水为介质，在搅拌磨中球磨56小时，直到粒度小于lpm后，再次利用喷雾干燥器进行喷雾造粒，干压成型为圆片坯体；步骤5、将圆片坯体径向紧密排列放置承烧板上在120(TC士2(TC烧结160200分钟，即得交流高压陶瓷电容器介质材料。本发明的高压交流陶瓷电容器介质材料，在额定条件下具有较高介电常数及较低介质损耗，耐交流高压强度大，温度稳定性好；本发明的制备方法，烧结温度较低，节能效果显著，步骤简单，容易实施，生产成本低。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。本发明的高压交流陶瓷电容器介质材料，由以下组分组成，并且各组分的摩尔百分比含量为SrC03为3040%，1102为4555%，？1)304为410%，Bi203为25。/。，MO为03。/c)，Re(OH)3为03%，上述各组分的总摩尔含量为100%，其中Re选取钇Y、铈Ce、镧La、铌Nb或镝Dy中的12种；M选取镁Mg、钙Ca或锆Zr。本发明还提出了上述的高压交流陶瓷电容器介质材料的制备方法，按照以下步骤实施步骤l、配料将SrC03、Ti02、Pb304、Bi203、MO、Re(OH)3预处理，按照以下摩尔百分比配方称量SrC03为3040%，1102为4555%，Pb304为410%，Bi203为25%，MO为03。/。，Re(OH)3为03%，上述各组分的摩尔含量总和为100%;步骤2、混合粉料将步骤1称量好的各组分以去离子水为介质在搅拌磨中球磨78小时，使其粒度小于"m后，利用喷雾干燥器进行喷雾干燥得到混合粉料；步骤3、粉料烧结将步骤2所得混合粉料在90(TC115(rC的温度范围内，烧结60300分钟，自然冷却，得到烧结粉料；步骤4、粉料成型将步骤3所得烧结粉料以去离子水为介质，在搅拌磨中球磨56小时，直到粒度小于l(om后，再次利用喷雾干燥器进行喷雾造粒，干压成型为圆片坯体，-步骤5、将圆片坯体径向紧密排列放置在承烧板上，在120(TC士2(TC烧结160~200分钟，即得交流高压陶瓷电容器介质材料。实施例<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在具体实施各个实施例时，上述配方的各原材料采用电子级纯或分析纯，按上述表1中的组份及含量配方将颗粒度小于1,的各组分粉料加入聚氨酯内衬的搅拌式球磨机中，以去离子水为介质混合球磨78小时，制成悬浮胶状混合物，经过喷雾干燥器干燥后在980'C1150。C煅烧60300分钟，自然冷却；在搅拌磨中以去离子水位介质并加入磷酸三丁酯为分散剂，并加入PVA溶液球磨5~6小时，喷雾造粒，进行干压成型圆片，将圆片坯体径向紧密排列放置在承烧板上，在1200。C士2(TC烧结180分钟即得交流高压陶瓷电容器介质材料。再把制得的陶瓷介质材料备上银电极在800。C士20'C下进行烧制，即可测试其电性能。表2中为上述实施例介质材料测试所得的介电性能比较表，可以看出，各个实施例的介质材料，其耐受电压强度均增强，可达7.5KV/mm;介电常数得到提高(s可大于4000)并具有较稳定的温度变化率；介质损耗低，为4X1(T20X1(T之间。本发明的介质材料采用一次合成工艺，有利于简化工艺过程，减少了工艺中的配比偏失发生几率，节约生产周期；合成温度为90(TC115(TC，较现有技术中的合成温度130(TC显著降低，节约能耗降低设备技术成本；采用Re(OH)3引入Re—3离子，使Re_3离子能够与各组分均匀混合并合成。表2各实施例所得介质材料的介电性能比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>综上所述，本发明的介质材料在额定条件下具有较高介电常数及较低介质损耗，耐交流高压强度大，温度稳定性好；本发明的制备方法，烧结温度较低，节能效果显著，步骤简单，容易实施，生产成本低。权利要求1、一种高压交流陶瓷电容器介质材料，其特征在于由以下组分组成，并且各组分摩尔百分比含量为SrCO3为30～40％，TiO2为45～55％，Pb3O4为4～10％，Bi2O3为2～5％，MO为0～3％，Re(OH)3为0～3％，上述各组分的摩尔含量总和为100％；所述M选取镁、钙或锆，所述Re选取钇、铈、镧、铌或镝中的1～2种。2、一种权利要求1所述的高压交流陶瓷电容器介质材料的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤实施步骤l、配料将SrC03、Ti02、Pb304、Bi203、MO、Re(OH)3预处理，按照以下摩尔百分比配方称量SrC03为3040。/。，Ti02为4555。/。，Pb304为410%，^203为25%，MO为03。/。，Re(OH)3为03%，上述各组分的摩尔含量总和为100%;步骤2、混合粉料将步骤1称量好的各组分以去离子水为介质在搅拌磨中球磨78小时，使其粒度小于lnm后，利用喷雾干燥器进行喷雾干燥得到混合粉料；步骤3、粉料烧结将步骤2所得混合粉料在90(rC115(TC的温度范围内，烧结60300分钟，自然冷却，得到烧结粉料；步骤4、粉料成型将步骤3所得烧结粉料以去离子水为介质，在搅拌磨中球磨56小时，直到粒度小于l(im后，再次利用喷雾干燥器进行喷雾.造粒，干压成型为圆片坯体；步骤5、将圆片坯体径向紧密排列放置承烧板上在1200'C土2(TC烧结160200分钟，即得交流高压陶瓷电容器介质材料。全文摘要本发明公开了一种高压交流陶瓷电容器介质材料，其组成和含量以摩尔百分比配方为SrCO<sub>3</sub>为30～40％，TiO<sub>2</sub>为45～55％，Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>为4～10％，Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>为2～5％，MO为0～3％，Re(OH)<sub>3</sub>为0～3％，上述各组分的摩尔含量总和为100％；Re选取钇、铈、镧、铌或镝，M选取镁、钙或锆。本发明还公开了该种介质材料的制备方法，按照上述配方称量好各组分，以去离子水为介质放入搅拌磨中球磨，干燥得到混合粉料；在900℃～1150℃的温度范围内烧结，自然冷却，得到烧结粉料；以去离子水为介质，在搅拌磨中球磨，干燥造粒，干压成型为圆片坯体并再次烧结即得。本发明的介质材料具有较高介电常数及较低介质损耗，耐交流高压强度大，温度稳定性好；制备方法简单，烧结温度较低，节能效果显著。文档编号C04B35/462GK101445367SQ200810236478公开日2009年6月3日申请日期2008年12月25日优先权日2008年12月25日发明者团张申请人:团张