溫度穩(wěn)定型鈦酸鋇基陶瓷的制備與研究
發(fā)布時間：2020-09-18 20:14
本文采用傳統(tǒng)固相法和溶膠凝膠法,在鈦酸鋇(BaTiO_3)基介質陶瓷材料的基礎上,摻雜納米級和亞微米級摻雜劑,研制出在中溫燒結、工作溫區(qū)為-55℃~150℃的溫度穩(wěn)定型高介電常數鈦酸鋇基介質陶瓷材料。對于高溫穩(wěn)定型多層陶瓷電容器(MLCC)的微型化有重大的意義。采用傳統(tǒng)固相法和溶膠凝膠法分別制備了Bi-Ti-Zn-B助燒劑,通過在原有的鈦酸鋇基X8R體系中添加亞微米級和納米級Bi-Ti-Zn-B助燒劑,主要研究了納米級助燒劑和混合助燒劑對鈦酸鋇基X8R體系的影響以及納米級助燒劑和亞微米級助燒劑的協(xié)同作用,結果發(fā)現納米級助燒劑和混合助燒劑都能有效的降低燒結溫度并優(yōu)化鈦酸鋇基介質陶瓷的介電性能。確定了納米級和亞微米級Bi-Ti-Zn-B助燒劑的摻雜比為2:1時有最佳性能:在1150℃下制備出了高介電常數(ε_(20℃)=3460)、低損耗(tanδ=1.1%)的X8R鈦酸鋇基介質陶瓷材料。結合滲流理論,在鈦酸鋇基介質陶瓷的基礎上摻雜單質銀,形成導體-介質復合材料,復合材料的介電常數隨著單質銀的摻雜量先減少后增大。當單質銀的摻雜量為2mol%時得到較低成本的最優(yōu)性能:介電常數ε_(20℃)=4376,介電損耗tanδ1.5%,并且溫度穩(wěn)定性滿足EIA-X7R的標準要求。通過溶膠凝膠法制備了納米級巨介材料鈦酸銅鉍鈉(Na_(0.5)Bi_(0.5)Cu_3Ti_4O_(12),NBCTO),并且在X8R型鈦酸鋇介質陶瓷體系上進行摻雜以期提高鈦酸鋇體系的介電常數,然而摻雜后的介電常數下降,溫度穩(wěn)定性惡化。針對這一現象,對巨介材料NBCTO進行復阻抗譜和導納頻譜等測試,發(fā)現NBCTO的巨介機理是由于內部阻擋層電容產生的界面極化導致的而不是由本征因素導致;并且NBCTO的分解溫度很低,在鈦酸鋇的燒結溫度下就發(fā)生了分解,分解產物擴散進入了鈦酸鋇晶粒,導致了鈦酸鋇晶粒中 核-殼‖結構被破壞。因此,巨介材料NBCTO摻雜鈦酸鋇基介質陶瓷不僅導致了鈦酸鋇體系原有的溫度穩(wěn)定性下降,同時也會降低體系的介電常數。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM53;TQ174.7
【部分圖文】：
題背景及意義來，隨著電子科學技術突飛猛進，人們的生活習慣已經發(fā)生了天翻智能手機和 4G 通信技術的普及，極大的拉近了人與人之間的距離備的研發(fā)，極大的便利了人們的生活；高性能計算機的出現，已經行科學工作過程中最重要的工具，而這一切都受益于電子設備中電化與集成化，作為電路中不可缺少的一類無源器件 多層陶瓷電layer Ceramic Capacitor，簡稱 MLCC）除有電容器"隔直通交"的特性之比容大，壽命長，體積小，可靠性高，十分適宜表面裝配等特[1~4 MLCC 集成度和可靠性的提高，其使用的領域越來越廣，普遍地樣的電子產品，比如智能手機、智能電視、個人電腦、以及單反相
圖 1-2 MLCC 生產工藝流程圖CC 出現并規(guī)模化生產后至今已經有 30 多年，MLCC 由于具有工作量大，損耗小，電容溫度系數可在大范圍內選擇等優(yōu)點而廣泛用于在電子產業(yè)中的消耗量近年來迅速攀升，逐漸成為目前被動元器件的產品。目前為止，世界范圍內主要 MLCC 的廠商有美國基美(KEishay）、約翰遜(Johanson)、Venkel、ATCeramics；日本京瓷、貴彌
圖 1-3 2017 年全球 MLCC 市場占有率概況數據表明，作為世界范圍內最重要的生產和消費電子產品的國家，中LCC 生產和消費大國，產銷量已經在世界范圍內位居前茅。2015 年，MLCC 的市場總量就早已超越 400 億人民幣。但中國歷年 MLCC 于出口額，對外貿易逆差超過 190 億人民幣，甚至已經超越了 IC 產差。由此可見，現今的中國大陸已然變成了世界 MLCC 產業(yè)鏈中最場。開數據表明，自從 2005 年以來世界范圍內的 1206/0805/0603/0402 等 MLCC 所占的市場份額逐年減少，與此相對的 01005（長 0.25mmm）等小至微型尺寸的 MLCC 的所占的市場份額則逐年持續(xù)增加，來看，小尺寸 MLCC 市場占有率在 2025 年有望突破 40%。由于小研發(fā)難度較高，導致目前世界范圍內完全掌握 01005 型等小型 MLC藝的只有少數資金雄厚的大企業(yè)，而小型 MLCC 的價格現在高達 145，這一價格是 0402/0603 等大尺寸 MLCC 的十余倍，因此現在 MLC
本文編號：2822125
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM53;TQ174.7
【部分圖文】：
題背景及意義來，隨著電子科學技術突飛猛進，人們的生活習慣已經發(fā)生了天翻智能手機和 4G 通信技術的普及，極大的拉近了人與人之間的距離備的研發(fā)，極大的便利了人們的生活；高性能計算機的出現，已經行科學工作過程中最重要的工具，而這一切都受益于電子設備中電化與集成化，作為電路中不可缺少的一類無源器件 多層陶瓷電layer Ceramic Capacitor，簡稱 MLCC）除有電容器"隔直通交"的特性之比容大，壽命長，體積小，可靠性高，十分適宜表面裝配等特[1~4 MLCC 集成度和可靠性的提高，其使用的領域越來越廣，普遍地樣的電子產品，比如智能手機、智能電視、個人電腦、以及單反相
圖 1-2 MLCC 生產工藝流程圖CC 出現并規(guī)模化生產后至今已經有 30 多年，MLCC 由于具有工作量大，損耗小，電容溫度系數可在大范圍內選擇等優(yōu)點而廣泛用于在電子產業(yè)中的消耗量近年來迅速攀升，逐漸成為目前被動元器件的產品。目前為止，世界范圍內主要 MLCC 的廠商有美國基美(KEishay）、約翰遜(Johanson)、Venkel、ATCeramics；日本京瓷、貴彌
圖 1-3 2017 年全球 MLCC 市場占有率概況數據表明，作為世界范圍內最重要的生產和消費電子產品的國家，中LCC 生產和消費大國，產銷量已經在世界范圍內位居前茅。2015 年，MLCC 的市場總量就早已超越 400 億人民幣。但中國歷年 MLCC 于出口額，對外貿易逆差超過 190 億人民幣，甚至已經超越了 IC 產差。由此可見，現今的中國大陸已然變成了世界 MLCC 產業(yè)鏈中最場。開數據表明，自從 2005 年以來世界范圍內的 1206/0805/0603/0402 等 MLCC 所占的市場份額逐年減少，與此相對的 01005（長 0.25mmm）等小至微型尺寸的 MLCC 的所占的市場份額則逐年持續(xù)增加，來看，小尺寸 MLCC 市場占有率在 2025 年有望突破 40%。由于小研發(fā)難度較高，導致目前世界范圍內完全掌握 01005 型等小型 MLC藝的只有少數資金雄厚的大企業(yè)，而小型 MLCC 的價格現在高達 145，這一價格是 0402/0603 等大尺寸 MLCC 的十余倍，因此現在 MLC
【參考文獻】
相關期刊論文 前1條
1 曾華榮,霍翠鳳,姚春華,金綺華,孫大志,林盛衛(wèi);溶膠-凝膠法制備Ba_xSr_(1-x)TiO_3熱釋電陶瓷材料[J];無機材料學報;1999年01期
本文編號：2822125
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