鈦酸鋇陶瓷電容器的研制及其表面改性.pdf

1、當(dāng)今，多層陶瓷電容器（MLCC）的發(fā)展趨勢(shì)是微型化、高比容、高電壓、低成本和高可靠性。大容量MLCC在工藝技術(shù)上的關(guān)鍵是解決厚膜的薄層化和疊層的多層化。要實(shí)現(xiàn)大容量MLCC的薄層化和疊層的多層化，其技術(shù)關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)陶瓷粉料的納米化或亞微米化。鈦酸鋇（BaTiO3）由于具有鐵電、壓電、高介電常數(shù)和正溫度系數(shù)效應(yīng)等優(yōu)異的電學(xué)性能，是制造MLCC和高介電陶瓷電容器的主要原材料。如果開(kāi)發(fā)出納米晶BaTiO3粉體將使得開(kāi)發(fā)薄層、大容量、高可靠性的

2、MLCC的介質(zhì)成為現(xiàn)實(shí)，從而可能取代擔(dān)、鋁電解電容器。目前隨著超細(xì)高性能介質(zhì)瓷料與工藝技術(shù)的進(jìn)步，在國(guó)際上膜厚已達(dá)微米級(jí)，層數(shù)高達(dá)600層。要制備納米或亞微米BaTiO3，采用傳統(tǒng)的用TiO2和BaCO3固相燒結(jié)法是非常困難的，只有采用濕化學(xué)法直接合成超微細(xì)BaTiO3前驅(qū)體粉，再經(jīng)熱分解制備納米或亞微米BaTiO3。這樣制備的瓷料粉由于超微細(xì)化，在薄層中才能高度分散，從而保證同層與多層的一致性，MLCC的電性能與可靠性才有可靠的基礎(chǔ)。

3、BaTiO3納米粉體的制備方法一直是人們的研究熱點(diǎn)。溶膠—凝膠法所得粉體純度高、粒徑小、均勻性好，在實(shí)際操作中的應(yīng)用更為廣泛。但其制備的鈦酸鋇納米粉體很容易形成團(tuán)聚。 本論文對(duì)近年來(lái)鈦酸鋇制備技術(shù)進(jìn)行了全面介紹，比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，制定了以無(wú)機(jī)材料八水氫氧化鋇（Ba（OH）2·8H2O）為鋇源，以廉價(jià)易得的鈦酸四正丁酯（C16H36O4Ti）為鈦源，采用溶膠—凝膠法制備了BaTiO3粒子，分析了PH值、溶劑、水的加入量、反

4、應(yīng)溫度、煅燒溫度的影響，并分別在其表面包覆Al2O3和SiO2進(jìn)行改性。 通過(guò)本研究，取得了以下幾個(gè)有意義的結(jié)果： 1、利用溶膠—凝膠法制備的BaTiO3粒子具有很好的分散性，且粒徑比較均一（400nm左右），BaTiO3粒子結(jié)晶完整、具有較高的純度，經(jīng)過(guò)800℃煅燒后，粒子晶型由立方相晶型轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较嗑汀?2、采用溶膠—凝膠法在制備的BaTiO3粒子表面均勻包覆了一層厚度約為10nm的Al2O3薄膜，且通過(guò)X

5、RD表征得出Al2O3在BaTiO3的表面包覆不僅僅是因?yàn)槲锢砦降淖饔?。在煅燒的過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成了新的物質(zhì)：Ba3Al2O6，Al2O3薄膜的包覆并沒(méi)有改變BaTiO3的四方晶相。通過(guò)原子力顯微鏡觀(guān)察可以看到Al2O3的包覆極大的改善了BaTiO3的分散性。且通過(guò)測(cè)試包覆前后的介電常數(shù)值可以得出Al2O3的包覆提高了BaTiO3的介電常數(shù)值。數(shù)值由包覆前的1423提高到1708。 3、采用溶膠—凝膠法在制備的BaTiO