具有“芯-壳”及纳米畴结构的X9R型钛酸钡基陶瓷介电性能研究

高容高温是下一代片式多层陶瓷电容器的重要发展方向,因此,开发具有高容高温特性的X9R型钛酸钡基介质材料,对于促进高容高温多层陶瓷电容器的发展具有重要意义。该研究以钛酸钡(BaTiO_(3),BT)为原料,利用传统固相反应烧结法,并通过调节钛酸铋钠(Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_(3),BNT)的基体固溶量和稀土元素铌(Nb)的掺杂量,成功制备出具有较高室温介电常数和较宽容温特性的Nb掺杂BT-BNT介质体系。在此基础上,对X9R型介质材料纳米畴及“芯-壳”结构与介温特性之间的关系进行了研究。实验结果表明,当BNT固溶量为10 mol%,BT-BNT的居里温度为190℃,晶粒具有典型的90°铁电畴;在0.9BT-0.1BNT固溶体中掺杂2.0 mol%的Nb元素,介电常数为1800,损耗<2.0%,容温系数(-55~200℃)≤15%,晶粒形成明显的“芯-壳”结构,其中“芯”部具有小尺寸的纳米尺度铁电纳米畴,“壳”部为Nb均匀分布的BT-BNT固溶体。因此,0.9BT-0.1BNT-2.0Nb陶瓷是一种极具前景的X9R型多层陶瓷电容器用电介质材料。

(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9陶瓷微波介电性能

采用固相合成法制备了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9系列微波介质陶瓷。通过XRD、SEM以及HP网络分析仪等测试手段对其烧结特性、晶体结构和微波介电性能进行了系统研究。结果表明:x<0.3时形成了(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9固溶体;x≥0.3时,除主相(Mg_(4-x)Li_(2x))(Nb_(1.92)V_(0.08))O_9外,还有少量第二相Li3Mg2NbO6生成。微波介电常数ε随x的增大持续升高,品质因数Q则先增大后减小。x=0.2,950℃,5h烧结样品的微波介电性能达到最佳:ε=12.7,Q.f=14078GHz(f0=8GHz)。

钛酸钡基X9R型陶瓷电容器介电材料的研究进展

钙钛矿型氧化物钛酸钡,具有高介电常数,优异的铁电与压电性,被用作多层陶瓷电容器的基础原料。然而,由于纯BaTiO_(3)陶瓷介电常数在居里温度(T_(c)≈125℃)附近变化剧烈,其高温电容量稳定性差,难以满足X9R型介电材料性能稳定的要求。近年来,科研人员通过形成多元固溶体和添加掺杂剂,显著提高了BaTiO_(3)基介电材料的高温稳定性。首先综述了钛酸钡基X9R型陶瓷电容器介电材料的研究现状,再阐述了掺杂剂对介电性能的影响机理。最后,对该介电材料的未来发展方向进行了展望。

BaTiO_(3)基XNR系列多层陶瓷电容器陶瓷材料的研究进展

多层陶瓷电容器(MLCC)是现代电子产品中必需的一种片式元件。按照应用领域的不同,介绍了几种典型的BaTiO_(3)基XNR系列多层陶瓷电容器陶瓷材料的研究进展,论述了各系列陶瓷通过改进材料配方或加工技术后获得的满足各自系列相关的性能,并对MLCC陶瓷的发展方向进行了展望。

Ni_(2)O_(3)和ZrO_(2)共掺杂CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)陶瓷的介电性能研究

CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)(CCTO)介电陶瓷因具有极高的介电常数(ε′)而受到了广泛的关注与研究,并在电容器材料领域展现出巨大潜力。然而,较高的介电损耗(tanδ)和较差的温度稳定性限制了其发展。为了降低CCTO陶瓷的tanδ并提高温度稳定性,通过溶胶-凝胶法制备了Ni_(2)O_(3)和ZrO_(2)共掺杂的CCTO陶瓷。研究发现:通过掺杂Ni_(2)O_(3)和ZrO_(2),样品在维持高ε′的同时,显著地提高了温度稳定性并降低了tanδ。特别是质量分数1%Ni_(2)O_(3)和1%ZrO_(2)共掺杂的样品,其ε′高达4710,在-125~200℃温度范围内变化小于±20%,符合X9S电容器的标准(在-55~200℃范围内,Δε′<±20%)。并且该样品在室温下的tanδ低至0.012,优于纯CCTO的0.025。这些优异的性能与较大的晶界活化能和较高的晶界电阻有着密不可分的关系。