MgTiO3-ZnTiO3-CaTiO3系統(tǒng)MLCC陶瓷材料及中試生產(chǎn)的研究.pdf

1、論文主要研究了MgTiO3-ZnTiO3-CaTiO3(MZC)系介質(zhì)陶瓷材料高溫、中溫和低溫?zé)Y(jié)系列化、MZC系介質(zhì)陶瓷材料及MLCC研究三方面的問題。
　　MgTiO3-ZnTiO3(MZ)系陶瓷和CaTiO3系陶瓷的高頻介電損耗小，其電容溫度系數(shù)在-55℃～125℃范圍內(nèi)可以相互補(bǔ)償。通過調(diào)節(jié)MZC系的CaTiO3含量、燒結(jié)制度和球磨工藝改變陶瓷的相組成和微觀結(jié)構(gòu)，獲得高溫?zé)Y(jié)條件下優(yōu)異的介電性能。CaTiO3可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)介

2、電常數(shù)和溫度系數(shù)，還能抑制MZ晶粒的過度生長(zhǎng)。球磨時(shí)間和球磨介質(zhì)都對(duì)MZC系陶瓷粉料的粒度分布影響大。
　　分別添加ZnO-H3BO3(GD)復(fù)合氧化物和Li2O3-B2O3-SiO2(G4)復(fù)合氧化物可將MZC系陶瓷的燒結(jié)溫度降低，實(shí)現(xiàn)中溫和低溫?zé)Y(jié)。在中溫?zé)Y(jié)條件下，GD復(fù)合氧化物玻璃液相可以促進(jìn)CaTiO3晶粒的充分形成，當(dāng)CaTiO3晶體已經(jīng)完全形成時(shí)，過剩的玻璃液相則會(huì)促進(jìn)Mg2TiO4→MgTiO3的轉(zhuǎn)化。在低溫?zé)Y(jié)條

3、件下，隨著G4復(fù)合氧化物添加量增加時(shí)，Mg2+進(jìn)入ZnTiO3晶體中取代Zn2+,形成(Zn,Mg)TiO3固溶體,抑制了部分ZnTiO3六方鈦鐵礦結(jié)構(gòu)向Zn2TiO4立方反尖晶石結(jié)構(gòu)的晶型轉(zhuǎn)變。摻雜G4復(fù)合氧化物過多時(shí)，玻璃液相抑制了Mg2+進(jìn)入ZnTiO3晶體中取代Zn2+，ZnTiO3不穩(wěn)定大量轉(zhuǎn)化為Zn2Ti3O8。另外，G4復(fù)合氧化物的制備工藝和球磨助劑對(duì)系統(tǒng)的相組成也有重要的影響。
　　通過配方、實(shí)驗(yàn)工藝以及介電性能等

4、方面的協(xié)調(diào)優(yōu)化，得到了高溫、中溫和低溫?zé)Y(jié)條件下性能優(yōu)良的MZC系陶瓷材料。
　　(1)高溫：添加1.3mol％CaTiO3的MZC陶瓷在1270℃燒結(jié)2h時(shí)得到的介電性能較好，介電常數(shù)為22.62、介電損耗為1.3×10-5，和電容溫度系數(shù)為20.51ppm/℃（-55℃～125℃）。
　　(2)中溫：添加8.25wt%GD玻璃的MZC陶瓷在1110℃燒結(jié)2h時(shí)得到的介電性能較好，介電常數(shù)為22.38、介電損耗為1.7×1

5、0-5，和電容溫度系數(shù)為20.93ppm/℃（-55℃～125℃）。
　　(3)低溫：添加10.0wt%G4復(fù)合氧化物的MZC系陶瓷在900℃燒結(jié)8h時(shí)得到的介電性能較好，介電常數(shù)為20.88、介電損耗為9.5×10-5和電容溫度系數(shù)為15ppm/℃（-55℃～125℃）。
　　對(duì)于MZC系陶瓷材料的中試生產(chǎn)和MLCC研究，初試到中試的工藝對(duì)MZC陶瓷粉料的粒度分布影響較小，中試樣品性能優(yōu)良。MZC系MLCC的燒結(jié)溫度低于圓