寬溫高穩(wěn)定性BaTiO3-BiYO3介電陶瓷的制備與改性研究.pdf

1、多層陶瓷電容器(MLCC)是電子信息技術的基礎器件，目前廣泛應用的X7R材料只能在125℃以下使用，無法滿足更高溫度介電性能的穩(wěn)定性要求。在航天航空、汽車工業(yè)、軍事移動通訊等特殊領域的應用中，要求其工作溫度上限提高到150℃以上，因此研究和開發(fā)工作溫度更高、溫度范圍更寬的MLCC介電材料是國內(nèi)外研究的重點。
　　 本論文針對上述問題，重點比較兩種混合方式的(1-x)BaTiO3-xBiYO3(BT1-BY，BT1：四方率c/a=

2、1.0059，x=0～0.1)陶瓷的結構、介電性能及阻抗譜分析。研究發(fā)現(xiàn)，當加入相同的BiYO3時，用直接混合法制備的(1-x)BT1-xBY介質(zhì)陶瓷比間接摻雜的晶胞參數(shù)稍大，居里溫度更高，陶瓷晶粒和晶界的等效電阻更高，絕緣性更好；隨著BiYO3含量增加，介電峰被壓低且展寬，體系表現(xiàn)出明顯的彌散相變，相變溫度先增大后減小，直接混合法制備的0.97BT1-0.03BY體系高溫端的容溫變化率最好。用傳統(tǒng)固相法制備(1-x)BaTiO3-xB

3、iYO3(BT2-BY，BT2：四方率c/a=1.0101，x=0.07～0.2)陶瓷，研究(1-x)BT2-xBY陶瓷的結構及介電性能，BiYO3的加入使BT2基陶瓷介溫峰被壓低且變得彌散。0.9BT1-0.1BY體系相比0.9BT2-0.1BY體系的晶胞參數(shù)更大，介電常數(shù)較大，但溫度穩(wěn)定性更差。
　　 MgO摻雜0.97BT1-0.03BY體系能有效的增強低溫端的溫度穩(wěn)定性，本論文著重討論了MgO摻雜BT1-BY體系對結構及

4、介電性能的影響，都能得到符合X8R要求的介質(zhì)陶瓷。當摻雜量為2.2mol％，得到性能最優(yōu)，1kHz頻率下，ε=1617，tanδ=1.3％，△C/C250C<±15％溫度范圍-55～+155℃。
　　 用BiYbO3進一步改性BT2-BY陶瓷，研究(1-x)BaTiO3-xBiY0.5Tb0.5O3(BT2-BYYb)結構、介電性能及弛豫特性。隨著x含量的增加，介電峰被壓低且變得更為平坦，Tm先減小后增大，介溫譜相對(1-x)B