一种具有高介电常数的BME瓷介电容器及其制备方法

技术领域

本发明属于电容器制备领域，具体涉及一种具有高介电常数的BME瓷介电容器及其制备方法。

背景技术

随着电子产品小型化、多功能化的发展，表面贴装技术得到了广泛的应用与发展。多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitor)简称MLCC，是表面贴装技术中应用最广泛的一类片式元器件之一。伴随着电子设备小型化的需求，对多层陶瓷电容器在小型化、高比容等方面提出了更高的要求。

多层陶瓷电容器采用流延-共烧工艺，通过流延、印刷、叠压将电极层与介电层相互叠加，再通过脱脂、烧结、端电极，从而制成多层陶瓷电容器。为了降低成本，内电极通常采用镍等贱金属。由于贱金属在空气气氛中烧结会发生氧化，所以需要再还原性气氛下进行烧制。另一方面，纯钛酸钡材料在还原气氛下烧结会被还原，发生半导体化，导致绝缘电阻降低，因此要在钛酸钡中加入锰、镁、钙、稀土等元素以使陶瓷材料适合于还原气氛中烧结。

更高的介电常数、更薄的介质层厚度有利于多层陶瓷电容器的小型化、大容量化。因此，如何得到具有高介电常数、良好电容温度特性、低损耗，同时具备抗还原特性，能适合于超薄介质层多层陶瓷电容器的制造，是研究的方向。随着MLCC薄层化小型化的发展趋势，需要更精细高效的掺杂方式，来获得超薄厚度下均匀可靠的微观组织。因此，如何更加均匀、高效地进行掺杂，获得具有超高介电常数、低损耗、高可靠性、超细晶粒等优异性能，并能应用于贱金属、超薄介质层、大容量的多层陶瓷电容器是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，另一目的是提供一种制备上述瓷介电容器的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，所述介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极，介质层包括以下重量份的原料：100份的BZCT主基体、8-12份的改性PVB、0.8-2.7份的正硅酸乙酯，所述改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB。

进一步的，所述BZCT主基体由BaTiO

进一步的，所述BZCT主基体由BaTiO

进一步的，所述BaTiO

进一步的，所述改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛50-65份、乙烯丙酮镁1.1-5.7份、乙酰丙酮锰1.3-4.0份、乙酰丙酮氧钒0.2-0.7份、乙酰丙酮稀土2.0-10.0份、乙酰丙酮钪1.7-3.5份、乙酰丙酮钡1.7-5.2份、乙酰丙酮钙1.2-3.7份、盐酸5-7份、去离子水800-1000份。

进一步的，所述乙酰丙酮稀土为乙酰丙酮钇、乙酰丙酮镱、乙酰丙酮镝、乙酰丙酮钬、乙酰丙酮铒中的一种或多种。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体；

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至85-95℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至25-45℃，滴加丁醛进行缩合反应0.5-2h，然后升温至50-70℃反应0.5-2h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:(1.5-2.5):(1.5-2.5)加入到搅拌机中，搅拌2-6h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入BZCT主基体，其中按重量比BZCT主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：(15-35)：(15-35)：(0.5-2)：(0.8-2.7)，研磨2-6h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，BZCT主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：(3-10)：(8-12)，搅拌2-12h，球磨2-12h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为3-6μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为750-950℃，采用氮气保护，保温0.5-2h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

进一步的，所述步骤一具体包括：将BaTiO

进一步的，所述步骤六中，生坯脱脂的环境为：270-350℃，氮气气氛下，保温6-12h。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，以BZCT材料为主基体，通过合成掺杂改性PVB，在PVB中掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、稀土等元素，并添加适量的正硅酸乙酯，来获得良好的综合性能：添加Mg、稀土元素，在烧结时形成良好的“壳-芯”结构，具备高介电常数的同时，保证平稳的节温特性曲线；添加Sc元素，可以进一步提高体系介电常数及绝缘电阻；添加Mn、V、Ca元素，来进一步提高体系的抗还原性，在还原气氛烧结后获得低损耗、高可靠性的特性；添加正硅酸乙酯，可以促进烧结过程的进行，降低烧温，提高微观组织致密性及均匀性；

第二，本申请的制备的BME瓷介电容器，通过采用固相法将BaTiO

第三，通过在PVB合成过程中进行改性，实现分子级掺杂，同时优选纳米级原料(钛酸钡粒径小于250nm，ZrO

附图说明

图1为本发明的瓷介电容器内部结构示意图；

图2为实施例1样品介电常数随温度变化曲线；

图3为实施例1样品电容温度变化率随温度变化曲线；

图中，1-介质层、2-镍金属内极、3-铜金属电极。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下原料：100份的BZCT主基体、8-12份的改性PVB、0.8-2.7份的正硅酸乙酯。

其中，BZCT主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛50-65份、乙烯丙酮镁1.1-5.7份、乙酰丙酮锰1.3-4.0份、乙酰丙酮氧钒0.2-0.7份、乙酰丙酮稀土2.0-10.0份、乙酰丙酮钪1.7-3.5份、乙酰丙酮钡1.7-5.2份、乙酰丙酮钙1.2-3.7份、盐酸5-7份、去离子水800-1000份；进一步的，乙酰丙酮稀土为乙酰丙酮钇、乙酰丙酮镱、乙酰丙酮镝、乙酰丙酮钬、乙酰丙酮铒中的一种或多种。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至85-95℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至25-45℃，滴加丁醛进行缩合反应0.5-2h，然后升温至50-70℃反应0.5-2h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:(1.5-2.5):(1.5-2.5)加入到搅拌机中，搅拌2-6h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入BZCT主基体，其中按重量比BZCT主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：(15-35)：(15-35)：(0.5-2)：(0.8-2.7)，研磨2-6h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，BZCT主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：(3-10)：(8-12)，搅拌2-12h，球磨2-12h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为3-6μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为270-350℃，氮气气氛下，保温6-12h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为750-950℃，采用氮气保护，保温0.5-2h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

实施例1

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下重量份的原料：100份的BZCT主基体、10份的改性PVB、1.8份的正硅酸乙酯。

其中，BZCT主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛60份、乙烯丙酮镁3.4份、乙酰丙酮锰2.6份、乙酰丙酮氧钒0.4份、乙酰丙酮钪2.6份、乙酰丙酮钡3.4份、乙酰丙酮钙2.4份、盐酸6份、去离子水900份、乙酰丙酮镱4.3份、乙酰丙酮镝2.1份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至90℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至35℃，滴加丁醛进行缩合反应1.5h，然后升温至60℃反应1.5h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2:2加入到搅拌机中，搅拌4h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入BZCT主基体，其中按重量比BZCT主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：25：25：1：1.8，研磨4h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，BZCT主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：4：10，搅拌5h，球磨4h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为5μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为330℃，氮气气氛下，保温8h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为780℃，采用氮气保护，保温1.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

实施例2

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下原料：100份的BZCT主基体、12份的改性PVB、0.8份的正硅酸乙酯。

其中，BZCT主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛65份、乙烯丙酮镁1.1份、乙酰丙酮锰1.3份、乙酰丙酮氧钒0.2份、乙酰丙酮钪1.7份、乙酰丙酮钡1.7份、乙酰丙酮钙1.2份、盐酸5份、去离子水800份、乙酰丙酮钇2.0份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至85℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至25℃，滴加丁醛进行缩合反应0.5h，然后升温至50℃反应2h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:1.5:1.5加入到搅拌机中，搅拌2h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入BZCT主基体，其中按重量比BZCT主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：15：15：0.5：0.8，研磨2h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，BZCT主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：3：12，搅拌2h，球磨12h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为3μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为270℃，氮气气氛下，保温12h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为750℃，采用氮气保护，保温2h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

实施例3

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下原料：100份的BZCT主基体、8份的改性PVB、2.7份的正硅酸乙酯。

其中，BZCT主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛50份、乙烯丙酮镁5.7份、乙酰丙酮锰4.0份、乙酰丙酮氧钒0.7份、乙酰丙酮钪3.5份、乙酰丙酮钡5.2份、乙酰丙酮钙3.7份、盐酸7份、去离子水1000份、乙酰丙酮镱5.5份、乙酰丙酮镝2.5份、乙酰丙酮钬1.0份、乙酰丙酮铒1.0份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至95℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至45℃，滴加丁醛进行缩合反应2h，然后升温至70℃反应0.5h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2.5:2.5加入到搅拌机中，搅拌6h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入BZCT主基体，其中按重量比BZCT主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：35：35：2：2.7，研磨6h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，BZCT主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：10：8，搅拌12h，球磨2h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为6μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为350℃，氮气气氛下，保温6h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为950℃，采用氮气保护，保温0.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

对比例1

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下重量份的原料：100份的主基体、10份的改性PVB、1.8份的正硅酸乙酯。

其中，主基体为BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛60份、乙烯丙酮镁3.4份、乙酰丙酮锰2.6份、乙酰丙酮氧钒0.4份、乙酰丙酮钪2.6份、乙酰丙酮钡3.4份、乙酰丙酮钙2.4份、盐酸6份、去离子水900份、乙酰丙酮镱4.3份、乙酰丙酮镝2.1份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至90℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至35℃，滴加丁醛进行缩合反应1.5h，然后升温至60℃反应1.5h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤二，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2:2加入到搅拌机中，搅拌4h，得到改性PVB粘剂；

步骤三，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入主基体，其中按重量比主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：25：25：1：1.8，研磨4h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：4：10，搅拌5h，球磨4h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤四，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为5μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤五，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为330℃，氮气气氛下，保温8h；

步骤六，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤七，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为780℃，采用氮气保护，保温1.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

对比例2

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下重量份的原料：100份的主基体、10份的改性PVB、1.8份的正硅酸乙酯。

其中，主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛60份、乙烯丙酮镁3.4份、乙酰丙酮锰2.6份、乙酰丙酮氧钒0.4份、乙酰丙酮钪2.6份、乙酰丙酮钡3.4份、乙酰丙酮钙2.4份、盐酸6份、去离子水900份、乙酰丙酮镱4.3份、乙酰丙酮镝2.1份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至90℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至35℃，滴加丁醛进行缩合反应1.5h，然后升温至60℃反应1.5h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2:2加入到搅拌机中，搅拌4h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入主基体，其中按重量比主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：25：25：1：1.8，研磨4h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：4：10，搅拌5h，球磨4h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为5μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为330℃，氮气气氛下，保温8h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为780℃，采用氮气保护，保温1.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

对比例3

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下重量份的原料：100份的主基体、10份的改性PVB、1.8份的正硅酸乙酯。

其中，BZCT主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛60份、乙烯丙酮镁3.4份、乙酰丙酮锰2.6份、乙酰丙酮氧钒0.4份、乙酰丙酮钪2.6份、乙酰丙酮钡3.4份、乙酰丙酮钙2.4份、盐酸6份、去离子水900份、乙酰丙酮镱4.3份、乙酰丙酮镝2.1份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至90℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至35℃，滴加丁醛进行缩合反应1.5h，然后升温至60℃反应1.5h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2:2加入到搅拌机中，搅拌4h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入主基体，其中按重量比主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：25：25：1：1.8，研磨4h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：4：10，搅拌5h，球磨4h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为5μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为330℃，氮气气氛下，保温8h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为780℃，采用氮气保护，保温1.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

对比例4

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器，由介电层与介电层相互叠加烧制而成，介电层包括介质层和印刷在介质层上的电极。

介质层包括以下重量份的原料：100份的BZCT主基体、10份的改性PVB、1.8份的正硅酸乙酯。

其中，BZCT主基体由BaTiO

改性PVB为掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Y、Yb、Dy、Ho、Er中的一种或多种元素的PVB；具体的，改性PVB由以下重量份的原料制成：聚乙烯醇100份、丁醛60份、乙烯丙酮镁3.4份、乙酰丙酮锰2.6份、乙酰丙酮氧钒0.4份、乙乙酰丙酮钡3.4份、乙酰丙酮钙2.4份、盐酸6份、去离子水900份、乙酰丙酮镱4.3份、乙酰丙酮镝2.1份。

一种具有高介电常数的BME瓷介电容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，固相法合成BZCT主基体：将BaTiO

步骤二，合成改性PVB：按配比将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热至90℃后，加入乙酰丙酮镁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮稀土、乙酰丙酮钪、乙酰丙酮钡、乙酰丙酮钙和催化剂盐酸，随后降低温度至35℃，滴加丁醛进行缩合反应1.5h，然后升温至60℃反应1.5h，随后将温度降低至室温，进行水洗、脱水、干燥，即得到改性PVB；

步骤三，制备改性PVB粘剂：将改性PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2:2加入到搅拌机中，搅拌4h，得到改性PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入BZCT主基体，其中按重量比BZCT主基体：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：25：25：1：1.8，研磨4h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、改性PVB粘剂，其中按重量比，BZCT主基体：邻苯二甲酸二辛酯：改性PVB＝100：4：10，搅拌5h，球磨4h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质层，流延厚度为5μm，随后将镍电极印刷至介质层上形成介电层，并将介电层与介电层相互叠加，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为330℃，氮气气氛下，保温8h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为780℃，采用氮气保护，保温1.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

对比例5

本对比例采用传统球磨法配置配方粉后，进行电容器的制备，其所添加的掺杂剂元素摩尔比与实施例1相同，区别在于掺杂方式的不同。

其制备过程包括以下步骤：

步骤一，BZCT主基体合成：将BaTiO

步骤二，配方粉制备：将BZCT主基体、MgO、MnCO

步骤三，PVB粘剂制备：将PVB、乙醇、甲苯按照重量比1:2:2加入到搅拌机中，搅拌4h，得到PVB粘剂；

步骤四，流延浆料制备：将乙醇、甲苯、分散剂、正硅酸乙酯加入研磨机中，随后加入配方粉，其中按重量比配方粉：乙醇：甲苯：分散剂：正硅酸乙酯＝100：25：25：1：1.8，研磨4h，将粉体分散均匀；再按重量比加入邻苯二甲酸二辛酯、PVB粘剂，其中按重量比，配方粉：邻苯二甲酸二辛酯：PVB＝100：4：10，搅拌6h，球磨4h，过滤、消泡，获得流延浆料；

步骤五，生坯制造：将浆料流延成介质薄带，流延厚度为5μm，随后将镍电极印刷至介质薄带，并将电极层与介电层交错层叠，介质层数400层，再经过水压、切片，制造出生坯；

步骤六，脱脂：对生坯进行脱脂，脱脂的环境为330℃，氮气气氛下，保温8h；

步骤七，烧结：将脱脂后的生坯在还原气氛下烧结，烧结过程中通入H

步骤八，端附：对烧结后的生坯进行倒角，并采用铜电极端附，烧附温度为780℃，采用氮气保护，保温1.5h，冷却后，即得到具有高介电常数的BME瓷介电容器。

将实施例1-3与对比例1-5制得的电容器经测试获得如下数据，其结果如下表：

表1各电容器的测试结果

通过上述表格及附图2、3可知，本申请制备的BME瓷介电容器，通过采用固相法对钛酸钡进行Zr、Cr元素的掺杂，以及在掺杂改性PVB中添加Sc元素，获得了极高的介电常数；通过合成掺杂改性PVB，在PVB中掺杂了Mg、Mn、V、Ba、Ca、Sc、稀土等元素，并添加适量的正硅酸乙酯，来获得平稳的介温特性曲线，以及低损耗、高绝缘电阻的优良综合性能。

通过实施例1与对比例1、2、3、4对比可知，通过限定BZCT主基体的合成与Sc元素配合，再采用掺杂改性PVB的方式进行多种元素的协同掺杂，可以得到极高的介电常数(≥4000)，平稳的介温特性曲线(符合X5R要求)，较低的损耗(≤3％)以及高绝缘电阻等优异性能。

通过实施例1与对比例5对比可知，采用PVB掺杂改性的方式进行掺杂，可以得到极高的K值、平稳的TCC、极高的RC值，这是由于掺杂改性PVB的掺杂方式可以获得均匀的微观结构，通过极少的掺杂量就可以得到均匀一致的“壳-芯”结构，而传统的氧化物球磨掺杂方式，掺杂的均匀性差，微观组织不理想，导致电性能较差。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。