中溫?zé)Y(jié)BaTiO3基熱穩(wěn)定陶瓷鐵電機(jī)理與中試生產(chǎn)研究.pdf

1、多層陶瓷電容器（MLCC）是電子信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)器件。由于電子系統(tǒng)的發(fā)展要求，MLCC向?qū)挏?、大容量和低成本方向發(fā)展。以BaTiO3為基鐵電陶瓷材料是MLCC的重要材料。本文從分析鈦酸鋇的晶體結(jié)構(gòu)入手，以提高溫度穩(wěn)定性、提高介電常數(shù)、降低燒結(jié)溫度為目標(biāo)，對溫度穩(wěn)定型中溫?zé)Y(jié)瓷料進(jìn)行研究。并運(yùn)用XRD、SEM等現(xiàn)代微觀分析手段，對其內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行研究。
　　1、分別討論了Nb2O5、MgO、CoCO3、CeO2以及Bi2O3等對鈦酸

2、鋇系統(tǒng)的介電性能的影響，并成功制備處所需的X8R陶瓷材料，性能參數(shù)如下：室溫介電常數(shù)ε25℃>2500,介電損耗tanδ<2.0％,-55℃到150℃范圍內(nèi)最大電容量變化率不超過±15%。
　　2、Pb(Ti0.55Sn0.45)O3摻雜能有效提高BaTiO3基陶瓷居里點(diǎn)到150℃以上。從結(jié)構(gòu)上看，Pb2+離子的引入進(jìn)行A位取代，Sn2+離子的引入進(jìn)行B位取代，引起成分起伏相變擴(kuò)散，造成居里點(diǎn)向高溫移動。通過TEM、XRD分析可知

3、，Pb(Ti0.55Sn0.45)O3與BaTiO3可形成部分固溶體并形成核－殼結(jié)構(gòu)。核－殼兩相相互制約及疊加作用使鈦酸鋇陶瓷呈現(xiàn)溫度穩(wěn)定性。當(dāng)在BaTiO3基陶瓷中添加2wt%Pb(Ti0.55Sn0.45)O3時(shí)，樣品呈現(xiàn)很好的介電溫度特性：ε25℃>1750,介電損耗tanδ<2.0%,-55℃到150℃范圍內(nèi)最大電容量變化率不超過±10%，滿足EIAX9R標(biāo)準(zhǔn)。
　　3、球磨中，磨球直徑小，球磨時(shí)間長，最終粉體粒度會變小而

4、比表面積變大，這能有效地抑制在燒結(jié)時(shí)BaTiO3晶粒生長并產(chǎn)生細(xì)晶效應(yīng)。摻雜元素對BaTiO3顆粒進(jìn)行均勻的包裹形成更多的殼-芯晶粒，即鐵電相BaTiO3晶核的比例減小，而順電相晶殼的體積比增大，使得BaTiO3基陶瓷居里峰壓平展寬，介電常數(shù)溫度變化率趨于平緩。燒結(jié)溫度對晶粒的生長、空洞的密度、雜質(zhì)離子的擴(kuò)散分布、晶相的組成等有著重要的作用，并對介質(zhì)陶瓷最終的介電性能產(chǎn)生重要影響。
　　4、將鈦酸鉍鈉(Bi0.5Na0.5TiO3

5、，BNT)引入BaTiO3陶瓷中以取代上述配方中Pb(Ti0.55Sn0.45)O3的使用，BNT與BaTiO3合成BTBNT，BTBNT具有更高的居里溫度（170℃）。再通過Nb2O5調(diào)節(jié)BTBNT的介電溫度變化率，Nb5+能夠占據(jù)Ti4+的位置，并形成富Ti的非鐵電相區(qū)。而這些第二相的存在使得BTBNT陶瓷的居里峰發(fā)生擴(kuò)散，使得介電溫度曲線更加平坦。在合適的配方時(shí)，可獲得無鉛化的X9R陶瓷：ε≈1660、tanδ=0.0194、ΔC