鎂黃長(zhǎng)石(Ca2MgSi2O7)低介電常數(shù)MLCC材料的制備及介電性能研究.pdf

1、現(xiàn)代電子信息技術(shù)向高頻、高穩(wěn)定、低損耗方向的快速發(fā)展，對(duì)關(guān)鍵電子元件——多層片式陶瓷電容(Multi-layer ceramic capacitors，MLCC)的性能提出了更高的要求。為了滿足此要求，低介電常數(shù)、低損耗、零電容溫度系數(shù)、低成本的介電陶瓷材料成為當(dāng)今研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向。
　　鎂黃長(zhǎng)石(Ca2MgSi2O7)屬于四方晶系，具有化學(xué)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，在生物、發(fā)光等領(lǐng)域得到廣泛研究，但其介電性能還未見到公開報(bào)道。

2、>　　論文首先系統(tǒng)研究了Ca2MgSi2O7的結(jié)構(gòu)和介電性能;采用離子摻雜、引入第二相以及低熔點(diǎn)燒結(jié)助劑的方式對(duì)其進(jìn)行改性，揭示陶瓷燒結(jié)特性、相組成、微觀結(jié)構(gòu)與介電性能之間的內(nèi)在規(guī)律;得到燒結(jié)溫度較低、介電損耗小、電容溫度系數(shù)較低、與Ag/Pb內(nèi)電極共燒良好的陶瓷材料，有望成為一種NPO MLCC候選材料。
　?。ㄒ唬┎捎霉滔喾ㄖ苽涑鯟a2MgSi2O7及Zn摻雜Ca2MgSi2O7陶瓷。Ca2MgSi2O7陶瓷利用高溫固相法難以

3、獲得純凈相，伴隨微量的SiO2的第二相產(chǎn)生，溫度過(guò)高將熔化。1300℃燒結(jié)4h得到相對(duì)致密的陶瓷塊體，其介電性能為:εr=7.87，tanδ=0.0025，TCC值為44-96ppm/℃之間。純Ca2MgSi2O7陶瓷具有燒結(jié)溫度高、致密度低、介電損耗較高、TCC值偏大等問(wèn)題。Zn2+離子取代Mg位，可稍微降低陶瓷燒結(jié)溫度，但出現(xiàn)CaSiO3第二相，介電性能改進(jìn)效果不明顯。
　　（二）通過(guò)添加負(fù)TCC值CaTiO3有效調(diào)節(jié)Ca2M

4、gSi2O7陶瓷的溫度穩(wěn)定性。CaTiO3以第二相的形式存在于陶瓷中，當(dāng)加入量為8.5wt％時(shí)，能得到最佳的TCC性能，其變化范圍為-35-1 ppm/℃。但是CaTiO3的加入不利于陶瓷的燒結(jié)致密化過(guò)程。
　?。ㄈ┩ㄟ^(guò)Bi2O3、Bi2O3-B2O3復(fù)合助劑降低Ca2MgSi2O7-CaTiO3復(fù)合陶瓷燒結(jié)溫度，分析陶瓷燒結(jié)行為、相組成和微觀結(jié)構(gòu)，揭示陶瓷降溫機(jī)制。單獨(dú)添加5wt％Bi2O3時(shí)，復(fù)合陶瓷可在1190℃燒結(jié)致密。