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片式多层陶瓷电容器(MLCC)作为基础电子元器件,除在智能手机等民用产品中使用外,在航空航天等军用领域均具有普遍的应用。其性能主要受介质材料的上限工作温度影响,因此,本文首先以宽温温度稳定型介质材料为研究目标,借助现代微观测试手段及电学测试方法,探究不同掺杂剂对钛酸钡介质材料中极化过程的影响机制,提高钛酸钡基介质材料的上限工作温度;另外,为满足MLCC的低成本化需求,实现介质材料的抗还原性能成为关键,因此本文又以抗还原型介质材料为研究对象,研究了高电极电势金属离子对缺陷产生的抑制作用,为实现介质材料的抗还原性能提供理论基础。本论文开展的研究工作如下:一、宽温温度稳定型钛酸钡基介质材料针对具有较高上限工作温度的BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3-Nb2O5(简称为BNN)材料体系烧结温度过高的问题,本文结合介电性能测试与阻抗分析,探究玻璃对BNN体系烧结温度的影响。此外,针对BNN材料体系在应用中需拓宽工作温区的需求,研究不同掺杂剂对极化过程的影响机制,以提高其上限工作温度。首先,为实现BNN体系的中温烧结,通过介电性能对比,分析玻璃对BNN体系的降温效果,确定体系烧结温度;结合漏电流和阻抗测试结果,确定玻璃最佳掺杂含量。当玻璃掺杂含量为4.0 wt%、烧结温度为1140°C时,制备出ε=1750、tanδ<4.00%、?C/C≤±15%(-55°C~200°C)的宽温温度稳定型钛酸钡基介质材料。其次,在实现中温烧结的基础上,采用CoO对其掺杂改性,进一步提高BNN体系上限工作温度。结合XRD及介温曲线测试,分析Co2+离子掺杂B位引起的热离子松弛极化对高温区介电常数的贡献。当掺杂4.25 wt%CoO时,得到ε=1340、tanδ<2.00%、?C/C≤±15%(-55°C~350°C)的宽温温度稳定型钛酸钡基介质材料。二、抗还原型钛酸钡基介质材料针对纯相BaTiO3在还原气氛下烧结时会发生半导化的问题,本文基于电极电势理论,通过阻抗测试及激活能计算,分析高电极电势金属离子对缺陷产生的抑制作用,从而制得抗还原型钛酸钡基介质材料。首先,为实现钛酸钡基介质材料的抗还原烧结,引入Sn4+离子抑制还原气氛下的半导化现象。结合介电性能测试、阻抗测试和电极电势理论,分析Sn4+离子变价过程对电子、氧空位等缺陷的补偿作用。制备得到抗还原型钛酸钡基介质材料:ε=1.2×104、tanδ=1.02%、ρv=4.50×1010Ω·cm。其次,为优化钛酸钡基介质材料在还原气氛下烧结时的绝缘特性与温度稳定性,通过介电性能与电子顺磁共振仪波谱(EPR)测试,研究Mn4+离子变价过程对实现介质材料抗还原烧结和改善温度稳定性的重要作用。通过对比Mn4+离子与Sn4+离子掺杂后介质材料的阻抗测试结果,比较其对电子的吸附能力,确定Mn4+离子更有助于提高介质材料的抗还原特性。制备得到ε=2724、tanδ=0.89%、ρv=1.81×1012Ω·cm、?C/C≤±15%(-25°C~105°C)的钛酸钡基介质材料。