無鉛低損耗Y5P-152高壓介質(zhì)瓷料的研究.pdf

1、環(huán)境問題現(xiàn)在已經(jīng)廣泛存在于全世界，關(guān)系到我們每個(gè)人。為了保護(hù)地球環(huán)境，我們所使用的材料必須從根本上得到解決，因此非鉛基的低損耗中高壓瓷料越來越受到眾多材料工作者的關(guān)注。 以Sr-Bi-Ti系瓷料為工藝研究對(duì)象，嚴(yán)格控制制備過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。采用SEM等分析技術(shù)，研究了制備工藝對(duì)該類瓷料介電性能的影響。其中著重研究了不同攪磨時(shí)間和轉(zhuǎn)速、不同燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間對(duì)瓷料介電性能的影響，確定出最佳工藝制備參數(shù)。研究結(jié)果表明：攪磨時(shí)間過長(zhǎng)或

2、轉(zhuǎn)速過快，對(duì)瓷料進(jìn)一步細(xì)化作用不大，反而帶入雜質(zhì)幾率增大，對(duì)瓷料介電性能不利。攪磨時(shí)間過短或轉(zhuǎn)速過慢又對(duì)瓷料細(xì)化不夠。綜合考慮，最佳攪磨時(shí)間為1.5～1.8h，轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間兩者相互制約、相互補(bǔ)充，燒結(jié)溫度高，則保溫時(shí)間短；燒結(jié)溫度低，則保溫時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)。該瓷料最佳燒結(jié)溫度范圍為1190℃～1220℃，保溫時(shí)間為2h。 研究了Bi<,2>O<,3>·TiO<,2>含量對(duì)系統(tǒng)介電性能的影響并討論了其原因。

3、研究發(fā)現(xiàn)：Bi<,2>O<,3>·TiO<,2>可大幅提高瓷料的介電常數(shù)，但含量不能超過10mol％，否則將引起介電常數(shù)降低、介質(zhì)損耗大幅增加。由于Sr/Ti比的減少，Bi<,2>O<,3>·TiO<,2>可以降低體系的燒結(jié)溫度。摻雜改性研究表明：摻入少量MgTiO<,2>可使材料結(jié)構(gòu)致密，缺陷減少，同時(shí)提高介電常數(shù)和降低介溫變化率。另外，Dy<,2>O<,3>和MnO<,2>的摻入可細(xì)化瓷料晶粒，Dy<,2>O<,3>含量在0.4％～

4、0.6％時(shí)能較大提高介電常數(shù)，MnO<,2>含量在0.3％左右時(shí)能降低介質(zhì)損耗，提高交直流耐壓。復(fù)合摻雜0.1％～0.2％的Nb<,2>O<,3>、SiO<,2>能阻止晶粒長(zhǎng)大，降低瓷料的介溫變化率。 通過一系列的工藝和配方實(shí)驗(yàn)，最終研制出介電常數(shù)ε<,τ>≥1450，介質(zhì)損耗角正切值tg δ≤0.15％，抗電強(qiáng)度E<,b>≥10KV/mm[DC]，E<,b>≥4KV/mm[AC]，容溫特性滿足Y5P，即((C<,-30℃>-C