高壓X7R特性BaTiO-,3-基多層陶瓷電容器瓷料的研究.pdf

1、采用正交設(shè)計實驗、Bi4Ti3O12單因素變量法摻雜實驗、Dy2O3單因素變量法摻雜實驗研究了各組分對高壓X7R特性鈦酸鋇基電容器陶瓷介電性能、顯微結(jié)構(gòu)、容溫特性和燒結(jié)溫度的影響，探討了各組分對鈦酸鋇基電容器陶瓷性能影響機理，為研制高壓X7R特性多層陶瓷電容器用介質(zhì)材料提供了依據(jù)。本課題研制出介電常數(shù)ε為1324.2，介質(zhì)損耗為0.0070，樣品密度為5.9415g·cm-3，絕緣電阻率為6289.13GΩ·cm，燒結(jié)溫度為1120℃，

2、容溫特性△C/C不超過±15％，耐壓強度大于10kv/mm，晶粒尺寸在1μm左右的高壓X7R型多層陶瓷電容器用介質(zhì)材料。 CdO的引入有利于Nb2O5和Dy2O3的固溶和擴散，從而有效的降低了材料的燒結(jié)溫度，提高材料的介電常數(shù)，同時可以改善陶瓷中晶粒的形貌，抑制晶粒的長大。過量的Nb2O5偏析于晶界，阻止晶界移動，抑制晶粒生長，從而形成細晶結(jié)構(gòu)。Ca2+和Zr4+分別進入晶格中部分Ba2+和Ti4+位置，都能降低居里點處的介電常

3、數(shù)峰值，使居里溫度向低溫方向偏移，并能抑制晶粒的長大，提高介電常數(shù)。 Bi4Ti3O12玻璃相包裹晶粒和填充粒間，構(gòu)成瓷體的復(fù)雜非均勻結(jié)構(gòu)。異相對BaTiO3鐵電相的制約作用，使B位陽離子所處的勢阱深度變淺，在寬廣的溫度范圍內(nèi)極化易被電場所定向，表現(xiàn)為ε-T特性曲線較平坦。 在鈦酸鋇基陶瓷中微量摻雜稀土氧化物Dy2O3可以抑制晶粒生長，產(chǎn)生細晶效應(yīng)，使得居里峰在整個工作溫區(qū)內(nèi)彌散展寬，獲得較高的介電常數(shù)和良好的容量溫度特

4、性，滿足X7R特性，可以大幅度提高鈦酸鋇基陶瓷的耐壓強度。 從Ba(CH3COO)2-Sr(NO3)2-Cd(NO3)2-Ti(OC4H9)4-H2O-CH3COOH-CH3CH2OH體系中，采用溶膠凝膠法制備出(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3超細粉體。干凝膠經(jīng)過950℃熱處理即可形成鈣鈦礦相，比傳統(tǒng)固相合成法低250℃～300℃。粉體平均粒徑為70nm左右，比表面積為16.30m2/g，但存在一定程度的團聚現(xiàn)象

5、。采用溶膠-凝膠法制備的(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3超細粉體制備(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3陶瓷，其平均晶粒尺寸約為1μm。1300℃燒結(jié)樣品在1kHz和25℃時介電常數(shù)ε=1558.4，介質(zhì)損耗tanδ=0.0170；1320℃燒結(jié)樣品在1kHz和25℃時介電常數(shù)ε=2592.4，介質(zhì)損耗tanδ=0.0185。隨著晶粒尺寸的減小，(Ba0.70Sr0.25Cd0.05)TiO3陶瓷材料介電常數(shù)