Ag/Ni包覆结构双金属粉电极材料研究

论文摘要

现代科学技术的飞速发展,对片式元器件的需求量不断增多,而片式元器件中的电极多为贵金属Pd,占据了元器件成本的一半以上,因此为了降低成本,用贱金属Ni、Cu代替贵金属,目前成为国内外研究的热点。本研究采用滴入化学法和真空热处理法在贱金属Ni表面包覆一层具有保护作用的Ag,制备包覆型Ag/Ni双金属粉,经过扫描电子显微镜的微观形貌观察,XRD图谱分析,粒度测试以及TG试验研究,并制成电极用于压电元器件,得出了以下结果: 制备包覆型双金属粉的最佳工艺为:ag、Ni比值2:1;热处理温度500℃;热处理时间5h。Ag、Ni比值对包覆粉的包覆效果起着决定性作用,但是Ag、Ni比值相同的包覆粉,随着热处理工艺的不同其包覆效果有很大差别,说明真空热处理能够提高包覆粉的包覆效果。 实验制备的包覆粉,其大气下抗氧化温度在850℃以上,能够满足大气下高温烧结的要求。且包覆粉电极与Ag、Ag/Pd、Ag/Cu电极相比较,包覆粉电极在长期的使用中对元器件介电性能的影响,仅次于Ag/Pd电极而比Ag、Ag/Cu好。Ag/Ni包覆粉电极能够满足元器件的性能要求。 采用滴入化学法包覆金属粉,可控性高,包覆层比较致密,经真空热处理后形成了致密均匀的包覆层,具有较高的抗氧化性。Ag/Ni在压电陶瓷中的扩散速率比Ag/Pd的慢,比Ag/Cu、Ag快,是其抗迁移能力的本质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究背景及意义
• 1.1 片式元件的组成及制备方法
• 1.1.1 电介质陶瓷
• 1.1.2 电极材料
• 1.1.3 片式元器件的制备
• 1.2 电极贱金属化
• 1.3 表面包覆方法
• 1.3.1 真空蒸镀技术
• 1.3.2 热喷涂技术
• 1.3.3 电镀技术
• 1.3.4 化学镀技术
• 1.4 粉体表面包覆
• 1.4.1 粉体表面化学镀法
• 1.4.2 粉体表面化学镀银
• 1.5 本论文的研究意义及内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究的内容
• 1.5.3 技术路线
• 2 实验方法
• 2.1 包覆粉制备
• 2.1.1 实验仪器及药品
• 2.1.2 实验装置及实验过程
• 2.1.3 包覆粉正交实验设计
• 2.1.4 实验注意事项
• 2.2 Ag/ Ni包覆粉的粉体分析
• 2.3 Ag/ Ni包覆粉制备的电极评价
• 2.3.1 元器件的制备
• 2.3.2 时效处理与性能测定
• 3 实验结果
• 3.1 Ag/ Ni包覆粉
• 3.1.1 表面形貌观察
• 3.1.2 粉体粒径分析
• 3.1.3 XRD分析结果
• 3.1.4 粉体热重实验结果
• 3.1.5 正交实验的极差分析
• 3.2 Ag/ Ni包覆粉制备的电极评价
• 3.2.1 电极的宏观形貌、粘结强度和方电阻
• 3.2.2 元件电极的介电性能结果
• 3.3 本章小节
• 4 包覆层形成及其性能分析
• 4.1 化学镀法包覆层
• 4.1.1 化学镀铜的热力学研究
• 4.1.2 化学镀铜的动力学研究
• 4.1.3 镀铜镍粉化学镀银的基本原理
• 4.2 包覆粉高温抗氧化性的机理分析
• 4.3 金属电极向陶瓷扩散的理论分析
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者在硕士论文期间撰写和发表的论文