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低温烧结温度稳定型钛酸钡基介质材料

2020-12-11阅读(1005)

低温烧结温度稳定型钛酸钡基介质材料

论文摘要

近来,随着市场对高性能电子器件需求的增加,多层陶瓷电容器（MLCC）朝着小型化、高容量化、低成本和高可靠的方向发展。在诸如ECU（电子控制单元）,ABS（防报死系统）等模块的应用中,MLCC有时需要在高达150℃的温度工作,严苛的条件要求其尽可能拥有稳定的温度特性。符合电子工业协会（EIA）X8R标准（AC/C25℃（-55℃-150℃）≤±15%）的MLCC受到了广泛的关注与开发。钛酸钡因具有良好的温度稳定性和高介电常数等性质,成为制备X8RMLCC的一种重要原料。低温烧结温度稳定型钛酸钡基介质材料更是得到广泛研究。本文在总结国内外最新研究成果的基础上,选用了最新的不含铅和镉的BaTiO3-CeO2-ZnO-WO3-Bi2O3系统为研究对象,通过对系统进行掺杂改性,采用传统固相烧结法制备低温烧结的BaTiO3基X8R陶瓷材料。研究了CeO2和Bi203对BaTiO3基陶瓷体系的影响。CeO2可以有效改善陶瓷的温度特性,Bi2O3能有效的降低系统的烧结温度。研究了AgO对BaTiO3系统介电性能的影响。AgO具有降低系统烧结温度的作用,并且可以改善系统的烧结密度和介电常数；AgO的加入对温度特性和介电损耗没有明显的影响。综合考虑,AgO的最佳用量为0.4wt%。同时,掺杂MnCO3和CuO对BaTiO3系统的性能也有明显的影响。采用均匀设计方法来安排实验,最终制得了性能达到X8R要求的低温烧结钛酸钡基介质陶瓷,950℃烧成的钛酸钡陶瓷1KHz下介电性能参数达到：介电常数ε≥1700,损耗tanδ≤1%,-55℃～150℃范围内-15%<AC/C25℃<15%；烧结温度为970℃时,介电常数ε≥1900,损耗tanδ<1%,-55℃～150℃范围内-15%<AC/C25℃<15%。最后,对比了实验室圆片样品和工厂MLCC产品的介电性能。给出了MLCC产品瓷粉检验报告,研制的实验配方能够很好地满足X8R陶瓷介质材料的各方面要求,能够将其应用于实际中。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 多层陶瓷电容器（MLCC）概述
  • 1.1.1 MLCC及其介质材料的分类
  • 1.1.2 MLCC的发展趋势
  • 1.2 低烧钛酸钡基X8R介质材料的研究现状
  • 1.2.1 X8R钛酸钡介质材料的研究现状
  • 1.2.2 钛酸钡基介质材料的低温烧结
  • 1.3 选题依据和研究内容
  • 3材料的基础理论'>第二章 BaTiO3材料的基础理论
  • 2.1 钛酸钡的基本性质
  • 2.1.1 钛酸钡的结构和电性能
  • 3的电畴结构'>2.1.2 BaTiO3的电畴结构
  • 2.2 钛酸钡陶瓷的改性机理
  • 3陶瓷介电性能的影响'>2.2.1 离子取代对BaTiO3陶瓷介电性能的影响
  • 3陶瓷介电性能的影响'>2.2.2 晶粒尺寸对BaTiO3陶瓷介电性能的影响
  • 3陶瓷介电性能的影响'>2.2.3 内应力对BaTiO3陶瓷介电性能的影响
  • 2.2.4 Ba/Ti比的影响
  • 2.3 钛酸钡陶瓷中的“壳-芯”结构
  • 第三章 MLCC陶瓷材料的制备及测试
  • 3.1 MLCC陶瓷材料的制备
  • 3.2 样品分析与测试
  • 3.2.1 样品介电性能的测试及介电常数的计算
  • 3.2.2 绝缘电阻的测量和体电阻率的计算
  • 3.2.3 电容量和介质损耗随温度变化的测定
  • 3.2.4 微观结构分析与表征
  • 第四章 实验结果和讨论
  • 2含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响'>4.1 CeO2含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响
  • 2O3含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响'>4.2 Bi2O3含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响
  • 2O3掺杂对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响'>4.2.1 不同质量比的Bi2O3掺杂对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响
  • 2O3陶瓷的介电性能比较'>4.2.2 不同烧结温度掺Bi2O3陶瓷的介电性能比较
  • 4.2.3 结果讨论
  • 3基陶瓷介电性能的影响'>4.3 AgO含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响
  • 4.3.1 不同质量比的AgO掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能的影响
  • 4.3.2 结果讨论
  • 3含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响'>4.4 MnCO3含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响
  • 3掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能的影响'>4.4.1 不同质量比的MnCO3掺杂对钛酸钡基陶瓷介电性能的影响
  • 4.4.2 结果讨论
  • 3基陶瓷介电性能的影响'>4.5 CuO含量对BaTiO3基陶瓷介电性能的影响
  • 3基X8R陶瓷'>4.6 基于均匀设计法制备BaTiO3基X8R陶瓷
  • 4.6.1 均匀设计法
  • 4.6.2 实验
  • 4.6.3 结果讨论
  • 3基X8R瓷料应用技术研究'>4.7 低温烧结BaTiO3基X8R瓷料应用技术研究
  • 4.7.1 MLCC产品瓷料检验报告
  • 4.7.2 MLCC与实验室陶瓷圆片样品性能对比
  • 4.7.3 小结
  • 第五章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻硕期间取得的研究成果

    • 相关论文文献

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