專利名稱：生產(chǎn)具有電介質(zhì)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)材料的涂層的方法和通過使用此方法生產(chǎn)高電容密度 ...的制作方法
生產(chǎn)具有電介質(zhì)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)材料的涂層的方法 和通過使用此方法生產(chǎn)高電容密度電容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在具有電介質(zhì)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)材料上生產(chǎn)連續(xù)且低 缺陷涂層的方法，和使用此方法生產(chǎn)高容量密度電容器的方法。
廣泛應(yīng)用中能量儲(chǔ)存是連續(xù)研究工作的主題。電氣和電子電路的不斷 小型化導(dǎo)致對越來越少或越來越小組件的需要以實(shí)現(xiàn)此儲(chǔ)存。因此，就電 容器而言，需要越來越高的電容密度。
根據(jù)電容器公式
E = % C.IP和C = s.so.風(fēng)
其中-.
E-能量 O電容 U-電壓
￡=電介質(zhì)的介電常數(shù) S(P自由空間的電容率
A-電^^面積 d-電極間距
高能量密度可通過使用具有高介電常數(shù)的電介質(zhì)以及通過大電M面積和 短電極間距而實(shí)現(xiàn)。此外，需要使用具有高擊穿電壓的電介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)高操 作電壓。
鉭電容器由燒結(jié)的鉭粉末基體組成。因此，它們具有非常大的電M 面積，但是由于它們的電化學(xué)生產(chǎn)，它們僅限于五氧化二鉭作為僅具有低 介電常數(shù)的電介質(zhì)(￡=27)。此外，電化學(xué)生產(chǎn)方法將電容器的總尺寸限制 在幾毫米，使得需要精致的電容器并聯(lián)連接以提供更大的電容。
由于使用陶瓷電介質(zhì)，多層陶瓷電容器(MLCC)容許高電壓和環(huán)境溫 度。此外，可得到具有高介電常數(shù)的陶瓷電介質(zhì)。然而，對大電M面積的需要要求大量("00)具有非常小層厚度(〈ljLmi)的層。這種電容器的生產(chǎn) 因此昂貴且隨著層厚度增加通常易于有缺陷。同樣，不可生產(chǎn)具有相當(dāng)大 規(guī)格的電容器，這是由于當(dāng)制造層結(jié)構(gòu)時(shí)，這將導(dǎo)致應(yīng)力開裂，并且因此 組件破壞。
例如，隨著額定電壓為6V，鉭或陶瓷多層電容器通常的電容密度為 10niF/cm3左右。
DE-A-0221498描述了由其上施涂有導(dǎo)電第一層、鈦酸鋇第二層和其他 導(dǎo)電層的惰性多孔基質(zhì)組成的高能密度陶乾電容器。為此，首先將由材料 如氧化鋁制得的惰性多孔基質(zhì)通過氣相沉積或化學(xué)鍍進(jìn)行金屬化 (metallization)而涂覆。在第二個(gè)步驟中，通過用鈥酸鋇納米^L體滲透并 隨后在900-1100 °C下燒結(jié)而生產(chǎn)電介質(zhì)。
由于精致生產(chǎn)和金屬化的低熱穩(wěn)定性，這種方法可能有問題的。電介 質(zhì)的生產(chǎn)需要卯O-l 100。C的溫度。許多金屬在此溫度下已具有非常高的遷 移率，這與金屬的大表面張力一起可導(dǎo)致金屬化層聚結(jié)并形成細(xì)滴。這特
別是在銀或銅金屬化的情況下觀察到。此外，在第二個(gè)步驟中用鈦酸鋇納 米M體滲透期間，如果^:體含相當(dāng)大粒子或聚集體，則可發(fā)生不均勻 的涂層或孔的堵塞。在不均勻涂層的情況下，不可4吏用多孔基質(zhì)的所有內(nèi) 表面，這減少了電容器的有用電容并極大提高短路的風(fēng)險(xiǎn)。
德國專利申請?zhí)?02004052086.0/>開了一種生產(chǎn)電容器的方法，其中 將多孔傳導(dǎo)基質(zhì)用陶瓷電介質(zhì)薄膜完全涂覆(在其內(nèi)和外表面上)。氧化物 如鈦酸鋇(BaTi03)優(yōu)選用作材料。將BaTi03通過用含鋇和鈦醇化物、羧化 物等的溶液滲透多孔基質(zhì)而施涂。在滲透以后，將溶液熱處理(在一個(gè)或多 個(gè)階段中在至多約800。C下)以煅燒溶解的前體化合物以形成氧化物。這里， 理想的是4吏用最大濃縮溶液(根據(jù)實(shí)施例為20重量％或更大)以在滲透期間 將最大可能量的材料轉(zhuǎn)移至多孔基質(zhì)的內(nèi)部。
盡管此程序具有與上述現(xiàn)有技術(shù)相比具有優(yōu)點(diǎn)，但它不可完全消除缺 點(diǎn)，特別是電介質(zhì)陶瓷在內(nèi)部而不是在孔壁上的可能的聚集。這種材料不 與傳導(dǎo)基質(zhì)密切接觸，并且因此不有助于電容器中能量儲(chǔ)存。代替緊密膜 的形成，可發(fā)生粒子在孔壁上的聚集。產(chǎn)生的膜中的缺陷導(dǎo)致電容器中的
5短路，即導(dǎo)致組件的次質(zhì)量。
因此，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種在具有電介質(zhì)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)材料 上生產(chǎn)連續(xù)且低缺陷涂層的方法。涂層應(yīng)盡可能達(dá)到基質(zhì)材料的整個(gè)內(nèi)和 外表面，但避免阻塞或不必要地填充孔。方法應(yīng)為經(jīng)濟(jì)且特別適于生產(chǎn)用 于高電容密度電容器中的涂層。
該目的由以電介質(zhì)占溶液總重量的比例表示濃度為小于10重量％的
電介質(zhì)的前體化合物溶液用于涂覆多孔導(dǎo)電基質(zhì)材料而實(shí)現(xiàn)。
因此，本發(fā)明涉及一種通過使用以電介質(zhì)占溶液總重量的比例表示濃
度為小于IO重量％的電介質(zhì)的前體化合物溶液生產(chǎn)具有電介質(zhì)的多孑1^導(dǎo)
電基質(zhì)材料的涂層的方法。
本發(fā)明還涉及使用此方法以生產(chǎn)作為電容器中電介質(zhì)的涂層，以及這 種電容器本身，它的生產(chǎn)和它在電氣和電子電路中的用途。
與上述顯而易見的方法相反，已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)低濃度溶液的使用導(dǎo) 致更好的涂層質(zhì)量。
當(dāng)以電介質(zhì)占溶液總重量的比例表示濃度小于10重量％的含待沉積
材料的前體化合物的溶液用于生產(chǎn)涂層時(shí)，在熱后處理以后可觀察到材料 在多孔基質(zhì)壁上的優(yōu)先沉積。涂層材料作為緊密膜沉積在孔壁上，并且抑 制粒狀材料的聚集。孔內(nèi)部不必要和有害的聚集因此可不再觀察到。涂覆
過程可重復(fù)多次以實(shí)現(xiàn)所需的層厚度，而不產(chǎn)生所述不想要的聚集。 這樣生產(chǎn)的介電層具有高熱、機(jī)械和電負(fù)荷能力，并且它們因此特別
適用于高電容密度電容器中。
此外，導(dǎo)電基質(zhì)材料的使用提供了由于基質(zhì)預(yù)先存在的導(dǎo)電性，不需
要基質(zhì)的額外涂層以金屬化的優(yōu)點(diǎn)。因此，該方法變得更簡單且更經(jīng)濟(jì)，
電容器變得更堅(jiān)固且較不易于缺陷。
適合的基質(zhì)的比表面(BET表面)為0.01-10m2/g，特別優(yōu)選0.1-5m2/g。 適合的^S^質(zhì)可例如通過在1-100千巴的壓力下壓縮或熱壓縮，和/或在 500-1600°C,優(yōu)選700-1300。C下燒結(jié)而由比表面(BET表面)為0.01-10m2/g 的粉末生產(chǎn)。壓縮或燒結(jié)優(yōu)選在由空氣、惰性氣體(例如氬氣或氮?dú)?或氫 氣，或其混合物組成的氣氛下，在0.001-10巴的大氣壓力下進(jìn)行。壓縮所用的壓力和/或熱處理所用的溫度取決于所用的材料和意欲的
材料密度。優(yōu)選需要理論值為30-50%的密度以確保對于意欲目的的電容器 足夠機(jī)械穩(wěn)定性，以及對于隨后用電介質(zhì)涂覆的足夠孔分?jǐn)?shù)(pore fraction)。
可使用具有至少900°C，特別優(yōu)選大于1200。C的足夠高熔點(diǎn)且在隨后 加工期間不i^任何與陶資電介質(zhì)反應(yīng)的所有金屬或金屬合金的粉末。
基質(zhì)優(yōu)選含至少一種金屬，優(yōu)選Ni、 Cu、 Pd、 Ag、 Cr、 Mo、 W、 Mn或Co，和/或至少一種基于其上的金屬合金。
優(yōu)選，基質(zhì)完全由導(dǎo)電材料組成。
根據(jù)其他優(yōu)選變化方案，基質(zhì)由由上述至少一種金屬或至少一種金屬 合金包膠的至少一種粉末形成的非金屬材料組成。非金屬材料優(yōu)選被包膠 使得在非金屬材料與電介質(zhì)之間不發(fā)生損壞電容器性能的反應(yīng)。
這種非金屬材料例如可為Ah03或石墨。然而，Si02、 Ti02、 ZK)2、 SiC、 Si3N4或BN也適合。由于它們的熱穩(wěn)定性，避免孔分?jǐn)?shù)由于電介質(zhì) 熱處理期間金屬材料燒結(jié)而進(jìn)一步減少的所有材料適合。
本發(fā)明所用基質(zhì)可具有廣泛幾何形狀，例如長方體、片體或圓柱體。 這種基質(zhì)可以以各種規(guī)格，優(yōu)選幾mm至幾dm生產(chǎn)，并且可因此優(yōu)選與 相關(guān)應(yīng)用相配。特別是，規(guī)格可適應(yīng)所需的電容器電容。
!^質(zhì)連接在觸點(diǎn)上。接觸可優(yōu)選通過在上述基質(zhì)生產(chǎn)期間直接引入導(dǎo) 電線或條進(jìn)行。作為選擇，接觸也可通過例如通過焊接或熔接在導(dǎo)電線或 條與基質(zhì)表面之間形成導(dǎo)電連接而進(jìn)行。
本發(fā)明所用多孔導(dǎo)電基質(zhì)用作第一個(gè)電極，并同時(shí)用作電介質(zhì)的基質(zhì)。
可使用常規(guī)可用作電介質(zhì)的所有材料。
所用電介質(zhì)的介電常數(shù)應(yīng)為大于100,優(yōu)選大于500。
電介質(zhì)優(yōu)選含組成特征為通式AxBy03的氧化物陶資，優(yōu)選鈞鈥礦型。 這里A和B表示一價(jià)至六價(jià)陽離子或其混合物，優(yōu)選Mg、 Ca、 Sr、 Ba、 Y、 La、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Ta、 Mo、 W、 Mn、 Zn、 Pb或Bi， x表示0.9-1.1 的數(shù)且y表示0.9-1.1的數(shù)。在此情況下，A和B相互不同。
特別優(yōu)選使用BaTi03。適合的電介質(zhì)的其他實(shí)例為SrTi03、(BahSrx)Ti03和Pb(ZrxTik)03，其中x表示0.01-0.99的數(shù)。
為改善特性如介電常數(shù)、電阻率、擊穿強(qiáng)度或長期穩(wěn)定性，電介質(zhì)也 可含以其氧化物形式的摻雜劑元素，濃度有利地為0.01-10原子％,優(yōu)選 0.05-2原子％。適合的摻雜劑元素為周期表第2主族的元素，特別是Mg 和Ca，副族第4和5周期的元素，如Sc、 Y、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Ag和Zn，以及鑭系元素如La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb和Lu。
根據(jù)本發(fā)明，電介質(zhì)從電介質(zhì)前體化合物的溶液中沉積在基質(zhì)上(所謂 溶膠-凝膠法，也稱作化學(xué)溶液沉積)。與使用^體相比，均勻溶液的提 供特別有利，使得甚至在相當(dāng)大_^質(zhì)的情況下可不發(fā)生孔的阻塞和不均勻 的涂層。為此，將多孔基質(zhì)用可通過將相應(yīng)元素或它們的鹽溶解于溶劑中 而產(chǎn)生的溶液滲透。
可優(yōu)選使用的鹽為氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、卣化物、乙酰基丙酮 化物或其衍生物，通式為M(R-COO)x的無機(jī)酸的鹽，其中R-H、甲基、 乙基、丙基、丁基或2-乙基己基，且x-l、 2、 3、 4、 5或6,通式為M(R-O)x 的醇的鹽，其中R-甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、異丁基、 叔丁基、2-乙基己基、2-羥基乙基、2-絲乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基 乙基、2-丁氧基乙基、2-羥基丙基或2-甲氧基丙基，且x=l、 2、 3、 4、 5 或6，上述元素的鹽(這里表示為M),或這些鹽的混合物。優(yōu)選使用鋇和 鈥的醇鹽和/或羧酸鹽。
可優(yōu)選使用的溶劑為水，通式為R-COOH的羧酸，其中R-H、甲基、 乙基、丙基、丁基或2-乙基己基，通式為R-OH的醇，其中R-曱基、乙 基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基或2-乙基己基，通式 為rLO-(C2H4-0)x-I^的二醇衍生物，其中W和r、H、甲基、乙基或丁 基且x-l、 2、 3或4， 1，3-二羰基化合物如乙?；蛞阴；?， 脂族或芳族烴如戊烷、己烷、庚烷、苯、甲苯或二曱苯，醚如二乙醚、二 丁醚或四氫呋喃，或這些溶劑的混合物。特別優(yōu)選使用乙二醇醚如乙二醇 一甲醚或丁基乙二醇。
根據(jù)本發(fā)明，所用電介質(zhì)前體化合物溶液的濃度為小于10重量％，優(yōu)選小于6重量％，特別優(yōu)選2-6重量％,分別以電介質(zhì)占溶液總重量的比 例表示。電介質(zhì)占溶液總重量的比例作為煅燒以后剩余的材料如BaTK)3 的量計(jì)算，以所用溶液的量表示。
基質(zhì)的滲透可通過將基質(zhì)通過壓力浸漬浸在溶液中或通過將它噴霧其 上而進(jìn)行。應(yīng)確?；|(zhì)內(nèi)和外表面的完全潤濕。
隨后將用溶液浸漬的基質(zhì)以常規(guī)方式在500-1500°C ，優(yōu)選600-1000°C ， 特別優(yōu)選約700-卯0 °C下的爐中熱處理以煅燒溶解的前體化合物以形成氧 化物。
惰性氣體(例如氬氣、氮?dú)?、氫氣、氧氣或蒸汽，或這些氣體的混合 物可用作具有0.001-10巴大氣壓力的氣氛。
這樣，在多孔基質(zhì)的整個(gè)內(nèi)和外表面得到厚度優(yōu)選5-30nm的薄膜。 應(yīng)盡可能覆蓋整個(gè)內(nèi)和外表面以確保電容器的最大電容。
為實(shí)現(xiàn)優(yōu)選50-500nm,特別優(yōu)選100-300nm的所需層厚度，如果需 要的話，將涂覆過程重復(fù)多次，例如達(dá)20次。為節(jié)省時(shí)間和能量，不需要 將涂層在每次重復(fù)期間在高溫如800。C下煅燒。甚至當(dāng)涂層首先僅在低溫 如200-600。C,特別優(yōu)選約400。C下熱處理，并在上述高溫下不完全煅燒直 至完成所有重復(fù)的涂覆過程時(shí)，得到可比質(zhì)量的涂層。
為改善電^h質(zhì)的電氣性能，可能需要在燒結(jié)以前在200-600。C下在氧氣 含量為0.01-25%的氣氛中進(jìn)行另外的熱處理。
在一個(gè)典型實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明，具有電介質(zhì)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì) 材料的涂覆如下進(jìn)行
將本發(fā)明待用電介質(zhì)的前體化合物以常規(guī)方式同時(shí)或連續(xù)，或首先單 獨(dú)，任選隨著冷卻或加熱溶于一種或多種溶劑中。這種溶液的制備在文獻(xiàn) 如R. Schwartz "Chemical Solution Deposition of Ferroelectric Thin Films" 在Materials Engineering 28， Chemical Processing of Ceramics, 第2版， 2005,笫713-742頁中規(guī)定。將任何剩余固體通過過濾除去。操作優(yōu)選在 室溫下進(jìn)行。如果需要的話，隨后將過量溶劑例如通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸餾掉 直至達(dá)到所需的溶液濃度。最后，優(yōu)選將溶液過濾以除去懸浮粒子。
將多孔成型體浸入此溶液中?？深~外施加O.l-卯O毫巴，優(yōu)選約100毫巴的真空0.5-10分鐘，優(yōu)選約5分鐘，其后再通風(fēng)以除去捕集的氣泡。 將浸漬的成型體從溶液中取出并將過量溶液滴完。通常隨后首先將成型體 在50-200。C下優(yōu)選干燥5-60分鐘，然后在300-500。C下例如在潮濕的氮?dú)?中水解5-60分鐘。最后將它們在以上指定溫度下優(yōu)選在干燥氮?dú)庵徐褵?10-120分鐘。
任選重復(fù)浸漬/干衛(wèi)煅燒的程序直至達(dá)到所需的層厚度。
根據(jù)上述方法產(chǎn)生的涂層包含在基本上基質(zhì)材料的整個(gè)內(nèi)和外表面上 的連續(xù)且低缺陷的電介質(zhì)層。
本發(fā)明上下文中，當(dāng)涂層的電阻率為大于1()8Q.cin，優(yōu)選大于10"Il'cin 時(shí)，涂層為低缺陷的。涂層的電阻可例如借助阻抗光鐠測定。用已知的基 質(zhì)比表面(常規(guī)借助BET測量而測定)和已知的涂層層厚度(常規(guī)借助電子 顯孩史法測定)，測定的電阻可以以本領(lǐng)域已知方式轉(zhuǎn)化成電阻率。
本發(fā)明涂層可用作電容器中的電介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)電第二層作為參比電極施涂在電介質(zhì)上。它可以為根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)用于此目的的任何導(dǎo)電材料。例如使用二氧化錳或?qū)щ娋?合物如聚瘞吩、聚吡咯、聚苯胺或這些聚合物的衍生物。電容器的較好電 導(dǎo)率和因此較低內(nèi)電阻(ESR、等效串聯(lián)電阻)通過施涂金屬層作為參比電 極，例如根據(jù)DE-A-10325243的銅層而得到。
術(shù)進(jìn)行。例如，接觸可通過石墨化、施涂導(dǎo)電銀和/或焊接進(jìn)行。然后可將 接觸的電容器包膠以保護(hù)它以防外部影響。
本發(fā)明生產(chǎn)的電容器包含基本上整個(gè)內(nèi)和外表面上施涂有連續(xù)且低缺 陷的電介質(zhì)層和導(dǎo)電層的多孔導(dǎo)電基質(zhì)。這種電容器的圖例如由圖l表示。
本發(fā)明生產(chǎn)的電容器顯示與常規(guī)鉭電容器或多層陶瓷電容器相比改善 的電容密度，并且它們因此適于廣泛應(yīng)用，尤其在需要高電容密度的那些 中的能量儲(chǔ)存。它們的生產(chǎn)方法使得具有顯著更大規(guī)格和相應(yīng)高電容的電 容器的生產(chǎn)簡單且經(jīng)濟(jì)。
這種電容器例如可在電力工程中用作平滑或儲(chǔ)能電容器，在微電子中 用作耦合、濾波或小儲(chǔ)能電容器，用作二次電池中的取代物，作為移動(dòng)電
10氣裝置中的初始能量儲(chǔ)存裝置，例如電力工具，電信應(yīng)用，便攜式計(jì)算機(jī)， 醫(yī)療裝置，用于不間斷電源，用于電車，用作電車或混合動(dòng)力汽車的余能 量儲(chǔ)存裝置，用于電梯，以及用作緩沖能量儲(chǔ)存裝置以補(bǔ)償風(fēng)、日光、太 陽熱或其他動(dòng)力裝置的動(dòng)力波動(dòng)。
本發(fā)明將參考如下典型實(shí)施方案更詳細(xì)地解釋，而不施加任何限制。 實(shí)施例
實(shí)施例l:基質(zhì)材料的生產(chǎn)
-將鎳絲和鎳粉(Inco型號(hào)T255)引入具有尺寸為10xl0x2mm的長方 體模槽的金屬板中并均勻地機(jī)械壓制。隨后將它們在800。C下在氫氣氣氛 下燒結(jié)30分鐘。得到孔體積分?jǐn)?shù)為約70%且BET表面為O.lmVg的固體 基質(zhì)。圖2顯示未涂覆鎳基質(zhì)的電子顯微圖像。 實(shí)施例2:
-將10.0g氧化鋇隨著冰冷卻經(jīng)30分鐘逐份溶于100ml甲醇中。將微 量固體通過過濾除去。隨后逐滴加入50g亞甲基二醇和18.5g四異丙醇鈥 并攪拌30分鐘。然后經(jīng)15分鐘逐滴加入4.7g水在50g亞甲基二醇中的溶 液并在室溫下攪拌另外4小時(shí)。將甲醇和異丙醇在4(TC和200亳巴下在旋 轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器中蒸餾掉。將產(chǎn)生的溶液用亞甲基二醇調(diào)整至BaTiC)3含量為4 重量％。然后將溶液通過0.2|am過濾器過濾以除去懸浮的粒子。
-將根據(jù)實(shí)施例1產(chǎn)生的多孔成型體浸入上述溶液中。施加100亳巴 的真空5分鐘，其后再通風(fēng)以除去捕集的氣泡。將浸漬的成型體從溶液中 取出并將過量溶液滴完。隨后首先將成型體在150'C下干燥25分鐘，然后 在400。C下在潮濕的氮?dú)庵兴?0分鐘，最后在800。C下在干燥氮?dú)庵徐?燒20分鐘。
-浸漬/干敷煅燒的程序總計(jì)進(jìn)行20次。在成型體的內(nèi)和外表面上得 到厚度約200nm的連續(xù)且低缺陷BaTi03涂層。圖3顯示由4%濃度溶液 制得的連續(xù)且低缺陷BaTi03涂層的電子顯微圖像。 實(shí)施例3:
誦將20.6g氧化鋇隨著冰浴冷卻經(jīng)45分鐘逐份溶于212ml甲醇中。將 微量固體通過過濾除去。將17.9g乙醇胺在100ml 丁基乙二醇中的溶液加入透明濾液中，并將^t黃溶液在室溫下攪拌2.5小時(shí)。將甲醇在2亳巴的 壓力和55。C下在旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器中蒸餾掉。將45.2g四丁醇鈦溶于392ml 丁 二醇中并逐滴加入26.8g乙酰丙酮。將強(qiáng)烈黃色的透明溶液回流加熱2小 時(shí)。冷卻至室溫以后，加入氨基乙醇鋇溶液并攪拌l小時(shí)。用丁基乙二醇 將溶液調(diào)整至含量為4重量％(以BaTi()3表示)。
-用類似于實(shí)施例2的溶液繼續(xù)操作。同樣得到連續(xù)且低缺陷的 BaTi03涂層。 實(shí)施例4:
-將實(shí)施例3的涂覆成型體浸入30。/。濃度的硝酸錳(II)水合物在水中 的溶液中。將完全浸漬的成型體從溶液中取出并在空氣中首先在150°C， 然后在250'C分別熱處理10分鐘。浸漬/熱處理程序總共進(jìn)行10次。
-為了接觸，首先將成型體浸入石墨溶液中，隨后浸入銀*體中并 分別在15(TC下干燥1小時(shí)。產(chǎn)生的電容器的電容為lmF。 BaTK)3層的電 阻率為〉l()9Qcm。 實(shí)施例5:比較例
-類似于實(shí)施例2制備濃度為12重量％(以BaTi03表示)的溶液并將 此溶液用于涂覆實(shí)施例1的成型體。得到不與孔壁接觸的具有顯著BaTi03 組分的高缺陷BaTK)3涂層。圖4顯示由12%溶液制得的不與孔壁接觸的 具有BaTi03組分的高缺陷BaTK)3涂層的電子顯微圖像。 實(shí)施例6:比較例
-用來自實(shí)施例5的涂覆成型體類似于實(shí)施例4進(jìn)行操作。產(chǎn)生的電 容器的電容為O.lmF。 BaTiO3層的電阻率為〈107ilcm。
權(quán)利要求
1. 一種通過使用以電介質(zhì)占溶液總重量的比例表示濃度為小于10重量％的電介質(zhì)的前體化合物溶液生產(chǎn)具有電介質(zhì)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)材料的涂層的方法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中通過用所述溶液滲透多孔基質(zhì)材料并 隨后熱后處理而進(jìn)行涂覆。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中重復(fù)多次進(jìn)行涂覆直至達(dá)到所需 的層厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項(xiàng)的方法，其中所用的基質(zhì)材料的比表面 為0.01-10m2/g。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)的方法，其中所用的基質(zhì)材料含熔點(diǎn)為 至少90(TC的至少一種金屬或至少一種金屬合金。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項(xiàng)的方法，其中所用的基質(zhì)材料含Ni、Cu、 Pd、 Ag、 Cr、 Mo、 W、 Mn或Co和/或至少一種基于其上的金屬合金。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中任一項(xiàng)的方法，其中所述基質(zhì)由用至少一種金 屬或至少 一種金屬合金包膠的至少 一種粉末形式的非金屬材料組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7的方法，其中所述非金屬材料為Al;j03或石墨。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中使用介電常數(shù)大于100的 電介質(zhì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中所用電介質(zhì)含組成為 AxBy03的鈣鈥礦型氧化物陶瓷，其中A和B表示一價(jià)至六價(jià)陽離子或其 混合物，x表示0.9-1.1的數(shù)且y表示0.9-1.1的數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中所用電介質(zhì)含BaTi03。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l-ll中任一項(xiàng)的方法，其中所用電介質(zhì)含一種或多 種以其氧化物形式且濃度為0.01-10原子％的摻雜劑元素。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的涂層在電容器中作為電 介質(zhì)的用途。
14. 含多孔、導(dǎo)電基質(zhì)的電容器，在所述基質(zhì)的內(nèi)和外表面上施涂根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的第一層電介質(zhì)和第二層導(dǎo)電層。
15. —種生產(chǎn)電容器的方法，其中在具有觸點(diǎn)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)上， 將根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的第一層電介質(zhì)和具有觸點(diǎn)的第 二層導(dǎo)電材料施涂在其內(nèi)和外表面上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的電容器在電氣和電子電路中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過使用以電介質(zhì)占溶液總重量的比例表示濃度為小于10重量％的電介質(zhì)的前體化合物溶液生產(chǎn)具有電介質(zhì)(2)的多孔、導(dǎo)電基質(zhì)材料(1)的方法。本發(fā)明還涉及使用此方法生產(chǎn)電容器。
文檔編號(hào)H01G9/07GK101432831SQ200780014594
公開日2009年5月13日 申請日期2007年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者F·托馬斯 申請人:巴斯夫歐洲公司