鈦酸鋇基低頻熱穩(wěn)定介電陶瓷材料研究.pdf

1、多層陶瓷電容器(MLCC)作為重要的基礎(chǔ)元器件廣泛應(yīng)用于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的是低頻熱穩(wěn)定的X7R型MLCC。但隨著電子終端設(shè)備在高溫極端環(huán)境下的應(yīng)用，能適應(yīng)高溫條件工作的X8R型MLCC成為迫切需要，因此低頻熱穩(wěn)定的X8R陶瓷材料成為研究熱點(diǎn)。鈦酸鋇(BaTiO3，BT)基陶瓷材料是一類重要的MLCC材料，目前高可靠的低頻熱穩(wěn)定MLCC基本上都是以BaTiO3為基制備而得。但純BaTiO3在125℃附近存在著介電常數(shù)異

2、常的居里峰，溫度特性不符合X8R標(biāo)準(zhǔn)，因此為制得符合X8R標(biāo)準(zhǔn)的MLCC材料，需要對BaTiO3進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿诫s改性，還需要選擇合適的工藝條件。
　　 本文以MLCC材料的應(yīng)用為背景，對BaTiO3基陶瓷系統(tǒng)進(jìn)行摻雜改性研究，旨在研制出介電性能優(yōu)良的無鉛X8R陶瓷材料。首先研究了Nb2O5-Co2O3和輕稀土氧化物Nd2O3、CeO2摻雜對BaTiO3基陶瓷系統(tǒng)的影響，并分析了其作用機(jī)理，確定了其合適的添加量，研制出了介電性能較好

3、的X7R陶瓷材料。對BaTiO3基陶瓷系統(tǒng)，當(dāng)Nb5+：Co3+=3:2，Nd2O3和CeO2的含量分別為6mol％和4mol％時，經(jīng)1280℃燒結(jié)后的陶瓷樣品的溫度特性符合X7R標(biāo)準(zhǔn)，且在-55℃到+150℃范圍內(nèi)電容量變化率小于±10％，此時室溫下的介電常數(shù)為3200。Nd2O3和CeO2的含量均為6mol％時，陶瓷樣品經(jīng)1280℃燒結(jié)后溫度特性也符合X7R標(biāo)準(zhǔn)，此時室溫下的介電常數(shù)為3400。在上述基礎(chǔ)上，研究了Bi4Ti3O12

4、和Bi4(Ti，sn)3O12摻雜對BaTiO3基陶瓷系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Bi4Ti3O12和Bh(Ti，Sn)3O12不僅可以改善BaTiO3基陶瓷系統(tǒng)的溫度特性，還顯著降低了系統(tǒng)的燒結(jié)溫度。通過向BaTiO3系統(tǒng)中摻入預(yù)先合成的Bi4Ti3O12和Bi4(Ti，Sn)3O12，在合適的工藝條件下制得了無鉛X8R陶瓷材料。其中Bi4Ti3O12摻雜的BaTiO3基陶瓷樣品在Bi4Ti3O12摻雜量為1mol％時，經(jīng)1200℃燒結(jié)后可