(Ca,Sr)TiO3基陶瓷抗還原特性及溫度穩(wěn)定性的研究.pdf

1、多層陶瓷電容器（MLCC）是近年來(lái)發(fā)展最快的電子元件之一，但隨著其低成本化的要求不斷提高，賤金屬電極多層陶瓷電容器(BME-MLCC)逐漸成為主要發(fā)展方向，而這項(xiàng)技術(shù)要求介質(zhì)材料能與賤金屬在還原氣氛中共燒，因此具有抗還原性的高介電常數(shù)溫度穩(wěn)定型BME-MLCC介質(zhì)材料成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。本文以鈦酸鍶鈣基陶瓷為研究對(duì)象，探討了摻雜改性、材料復(fù)合等對(duì)Ca0.36Sr0.64TiO3基陶瓷的成分結(jié)構(gòu)、介電性能及抗還原性的影響，對(duì)高介電常數(shù)溫度穩(wěn)

2、定型BME-MLCC介質(zhì)材料進(jìn)行了探索性研究。
　　分別研究了CaF2，MgO及LiF摻雜對(duì)Ca0.36Sr0.64TiO3陶瓷結(jié)構(gòu)及介電性能的影響。XRD表明所有樣品均為立方結(jié)構(gòu)，且沒(méi)有明顯的第二相出現(xiàn)。當(dāng)摻雜 CaF2和LiF時(shí)，樣品在還原氣氛中燒結(jié)后的介電常數(shù)與空氣燒結(jié)的相比無(wú)明顯下降；在摻雜MgO時(shí)，由于氧空位的產(chǎn)生，樣品在還原氣氛中燒結(jié)后介電常數(shù)上升近一倍。另外，所有樣品的介溫系數(shù)均小于-900ppm/℃。結(jié)果顯示，對(duì)C

3、a0.36Sr0.64TiO3進(jìn)行CaF2、MgO或LiF摻雜后，樣品的介電常數(shù)、損耗及抗還原性較好，但在改善溫度穩(wěn)定性方面效果一般。
　　研究了(1-x)Ca0.36Sr0.64TiO3-xLi0.5Pr0.5TiO3復(fù)合材料(0.1≤x≤0.3)的結(jié)構(gòu)及介電性能。XR D顯示樣品在兩種氣氛中燒結(jié)后均呈現(xiàn)立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形成了良好的固溶體。樣品在空氣中燒結(jié)時(shí)，樣品介電常數(shù)隨著Li0.5Pr0.5TiO3含量的增加從274下降到2

4、54。還原氣氛中的樣品介電常數(shù)相對(duì)空氣樣品上升了約2~3倍，而損耗則比空氣中的樣品提高了20~30倍。隨著Li0.5Pr0.5TiO3含量增加，還原氣氛中的樣品出現(xiàn)介電峰向高溫方向移動(dòng)的現(xiàn)象，介溫系數(shù)也從-1238ppm/℃上升至+55ppm/℃。結(jié)果顯示，將Ca0.36Sr0.64TiO3與Li0.5Pr0.5TiO3復(fù)合后，可以有效的調(diào)節(jié)介溫系數(shù)，但是樣品出現(xiàn)半導(dǎo)化的趨勢(shì)，抗還原性較差。
　　研究了(1-x)Ca0.36Sr0

5、.64TiO3-xLi0.5Nd0.5TiO3復(fù)合材料(0.3≤x≤0.8)的結(jié)構(gòu)及介電性能。XR D顯示樣品在空氣氣氛和還原氣氛中燒結(jié)后均呈立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)?？諝鈿夥罩袩Y(jié)的樣品介電常數(shù)隨著 x值增大而減小，損耗則呈相反趨勢(shì)。當(dāng) x值增加，空氣氣氛樣品的介溫系數(shù)從-1556ppm/℃單調(diào)上升至+2509ppm/℃，并且在 x=0.57時(shí)達(dá)到近零介溫系數(shù)(rε=+12ppm/℃)。而對(duì)于還原氣氛樣品，隨著Li0.5Nd0.5TiO3含量的

6、上升，復(fù)合材料的介電峰向著高溫方向移動(dòng)。隨著x值從0.3上升到0.8，陶瓷的介溫系數(shù)從-1389ppm/℃單調(diào)增加至+2679ppm/℃。對(duì)還原氣氛中燒結(jié)的(1-x)Ca0.36Sr0.64TiO3- xLi0.5Nd0.5TiO3材料樣品進(jìn)行了阻抗譜分析，利用“磚塊模型”對(duì)樣品進(jìn)行等效電路的擬合，并計(jì)算出不同電活性區(qū)域的性能參數(shù)。在阻抗譜數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)樣品進(jìn)行了活化能分析。利用三因素四水平正交試驗(yàn)研究了 M n，V，Y摻雜對(duì)不同氣氛中