高工作温度BaTiO<,3>-BiScO<,3>电介质陶瓷的结构与性能研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang____jiang
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多层陶瓷电容器(MLCC)是电子信息技术的重要基础器件。MLCC的核心材料是由BaTiO3基铁电陶瓷构成的R(△C/C≤±15%)系瓷料。目前广泛使用的X7R瓷料只能在+125℃以下使用,无法满足更高温度介电性能的稳定性要求。在航空航天、汽车工业、军用移动通讯等特殊领域的应用中,要求其工作温度上限提高到150℃以上,因此研究和发展工作温度更高、温度范围更宽的MLCC瓷料是国内外研究的重点。 本文针对上述的问题,以BaTiO3-BiScO3(BT—BS)体系为研究对象,深入研究了(1-x)BT—xBS(x=0.05~0.50)陶瓷的介电性能和弛豫现象。经研究发现,BiScO3的加入可以展宽居里峰,且表现出明显的频率色散和弥散相变,由“弥散相变”引起的较低的容温变化率和相对较低的烧结温度,有利于得到具有实用化价值的温度稳定型MLCC。0.10BS—0.90BT和0.20BS—0.80BT这两个组分的容温变化率较好,0.10BS—0.90BT的Tm在室温附近,如果经过掺杂改性,提高这两个组分在低温区的容温变化率,降低介电损耗,有可能用于高工作温度MLCC的介质材料。为了更进一步的改善(1-x)BT—xBS体系的性能,使其满足温度稳定型MLCC的要求,并降低烧结温度,使其可以采用多银内电极取代昂贵的钯电极,降低多层陶瓷电容器的成本。本文选取了具有较低熔点的CaF2-4LiF做为助熔剂,对0.10BS—0.90BT和0.20BS—0.80BT陶瓷进行掺杂,深入分析了掺杂改性对陶瓷介电性能的影响,在1160℃的烧结温度下,制备出在—55℃~180℃的宽温度范围内,容温变化率都在±15%以内,介电损耗仅为0.8%的高工作温度MLCC的介质材料。
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