一、高介X7R电容器介质瓷料的研究(论文文献综述)
李俊[1](2021)在《用于脉冲电容的钛酸锶基陶瓷的介电性能研究》文中研究表明弛豫铁电陶瓷材料因其高储能效率和快速充放电特性被广泛应用于脉冲功率储能元件,小型化、高介电常数、高抗电强度和高储能密度已经成为MLCC多层陶瓷电容器未来发展的方向。SrTiO3(ST)体系的储能陶瓷电容器因其适中的介电常数、低介电损耗、较高的抗电强度而被广泛的研究。由于(Sr,Pb)Ti O3(SPT)陶瓷相比于纯的ST陶瓷,兼具低介电损耗和高介电常数以及抗电强度的优点。因此本文以SPT陶瓷为研究对象,对其结构与介电性能进行了系统的研究。由于SPT陶瓷温度稳定性极差,不利于实际生产应用。选择改性剂Bi(Mg0.5Zr0.5)O3(BMZ)对SPT陶瓷性能进行改善。并进一步研究60%Pb O-40%B2O3(PB)玻璃对0.8SPT-0.2BMZ陶瓷烧结工艺与性能研究。从陶瓷的结构出发,所得陶瓷为纯钙钛矿相并且微观结构致密,为获得高抗电强度提供基础。进一步研究界面极化效应与抗电强度之间的关联,表明界面极化效应减弱会导致陶瓷具有更高的抗电强度,从而为良好的储能与充放电性能提供基础。陶瓷低温烧结工艺的研究为今后其实际应用提供了一定的理论指导。采用传统固相法制备0.8SPT-0.2BMZ弛豫铁电体陶瓷,介电常数温度特性达到了X7R电容器的标准。所有样品的电滞回线均是纤细的形状,为典型的弛豫特征,其储能效率都在90%以上。在240k V/cm电场强度下拥有的综合的充放电性能为:电流密度CD=523.2 A/cm2、功率密度PD=62.8 MW/cm3、放电能量密度Wd=1.7 J/cm3和放电时间t0.9=94 ns。玻璃的添加成功使得0.8SPT-0.2BMZ+xwt%PB陶瓷的烧结温度从1300℃降低至1050℃,陶瓷的介电性能得以基本保持,发现当掺杂量为1.5wt%时,会获得最佳的储能性能:总的储能密度Wst=1.206 J/cm3、有效储能密度Wrec=1.111 J/cm3和储能效率η=92.1%。
司峰[2](2020)在《BaTiO3-BiMeO3基储能陶瓷的制备与性能研究》文中指出随着脉冲功率技术向高重复频率脉冲功率、小型化和高可靠方向发展,脉冲电容器作为脉冲功率技术中的核心储能元件则需要具备更高的储能密度和功率密度。介质材料作为脉冲电容器的核心部件,它直接决定了脉冲电容器的性能。陶瓷介质材料由于其超高的功率密度、快速充放电能力、较宽的温度和频率使用范围以及高循环寿命等特点被认为是最佳的储能介质材料。但目前陶瓷介质材料所展现出来的储能密度仍相对较低。因此,开发具有更高储能密度和能量效率的储能陶瓷材料是实现脉冲功率系统小型化和集成化的当务之急。BaTiO3基陶瓷由于其较高的介电常数和极化强度被广泛研究其在储能方面的潜力。本文选用BaTiO3作为研究对象,通过成分改性致力于开发一种具有高储能密度和能量效率的储能陶瓷材料。具体研究内容如下:1.在所研究的组成范围(0.04~0.20)内,Bi(Zn1/2Zr1/2)O3可与BaTiO3完全固溶,形成了单一的钙钛矿结构。对XRD进行精修和Raman光谱分析表明,Bi(Zn1/2Zr1/2)O3的掺入使BaTiO3从四方相转变为赝立方相,Bi3+和(Zn0.5Zr0.5)3+分别进入BaTiO3基体中的A,B位。介电温谱测量表明,当x ≥ 0.08时(1-x)BaTiO3-xBi(Zn1/2Zr1/2)O3陶瓷从典型的铁电行为转变为介电弛豫行为。随着Bi(Zn1/2Zr1/2)O3含量的增加,介电常数的温度稳定性逐步提高。(1-x)BaTiO3-xBi(Zn1/2Zr1/2)O3陶瓷的极化响应也相应的从铁电响应过渡为弛豫铁电响应,从而提高了储能性能。在100 kV/cm的电场条件下,x=0.12具有最佳的可释放能量密度0.76 J/cm3和能量效率98.0%2.采用Bi(Ni1/2Zr1/2)O3和(1-x)BaTiO3复合制备的陶瓷,通过XRD和TEM分析,该体系在研究范围(0.08~0.16)内为赝立方结构,无任何杂相生成,表明Bi(Ni1/2Zr1/2)O3可与 BaTiO3固溶。(1-x)BaTiO3-xBi(Ni1/2Zr1/2)O3陶瓷的温度稳定性随着Bi(Ni1/2Zr1/2)O3含量的增加而得到了提高。当x=0.14时,其容温特性可满足EIA-X7R标准。同时,该组分还具有优异的储能性能,当电场为220 kV/cm时,可释放能量密度可达1.7 J/cm3,同时具有超高的能量效率94.0%。3.将Bi(Ni1/2Sn1/2)O3掺入 BaTiO3 中使(1-x)BaTiO3-xBi(Ni1/2Sn1/2)O3陶瓷的晶体结构从四方相转变为赝立方相,且晶格常数随着x的增加而增加,表明Bi3+和(Ni1/2Sn1/2)3+分别进入了 BaTiO3基体晶格中的A位和B位,从而导致(1-x)BaTiO3-xBi(Ni1/2Sn1/2)O3从典型的铁电体转变为弛豫铁电体,提升储能性能。最终0.9BaTiO3-0.1Bi(Ni1/2Sn1/2)O3弛豫铁电陶瓷呈现出最优的储能性能:高的可释放能量密度2.52 J/cm3和超高的能量效率93.8%的,以及优异的温度稳定性(-55~150℃)和频率(10~1000 Hz)稳定性。此外,充放电测试表明0.90BaTiO3-0.10Bi(Ni1/2Sn1/2)O3的放电周期为0.18μs,功率密度达到19 MW/cm3。4.同样地,Bi(Mg1/2Sn1/2)O3掺入BaTiO3也使其结构从四方相转变为赝立方相。此外,Bi(Mg1/2Sn1/2)O3有效的抑制了晶粒生长,当其含量超过2 mol%就可使平均晶粒尺寸减小至1μm左右。而且随着Bi(Mg1/2Sn1/2)O3含量的增加,(1-x)BaTiO3-xBi(Mg1/2Sn1/2)O3陶瓷的绝缘电阻率不断提升,而漏电流则逐渐减小,有效的提升了击穿场强。以及A,B位的同时取代,使长程铁电有序遭到破坏,(1-x)BaTiO3-x Bi(Mg1/2Sn1/2)O3陶瓷从铁电体转变至弛豫铁电体,降低了剩余极化和极化响应的非线性,从而使储能密度得到提升。在x=0.12处获得最佳的储能性能:可释放能量密度为2.25 J/cm3,能量效率94.0%。此外,该组分也具有优异的频率(10~1000 Hz)稳定性和温度(-55~150℃)稳定性。相比于 0.90BaTiO3-0.10Bi(Ni1/2Sn1/2)O3陶瓷,0.88BaTiO3-0.12 Bi(Mg1/2Sn1/2)O3具有更高的功率密度 27.7 MW/cm3。5.Bi(Mg2/3Ta1/3)O3可与BaTiO3有效固溶,并使其晶体结构从四方相转变为赝立方相。在采用Bi(Mg2/3Ta1/3)O3与BaTiO3固溶制备的陶瓷中,随着Bi(Mg2/3Ta1/3)O3含量的增加,陶瓷的晶粒尺寸迅速变小,当x ≥ 0.03时,平均晶粒尺寸降至1 μm以下,对击穿场强做出贡献,当x=0.20时击穿场强可达391 kV/cm。当Bi(Mg2/3Ta1/3)O3的含量超过5 mo1%时,(1-x)BT-x Bi(Mg2/3Ta1/3)O3陶瓷从典型的铁电体转变为弛豫铁电体,改善了介电性能的温度稳定性和储能性能。当x=0.13时,呈现出良好的介电温度稳定性和最优的储能性能:容温变化率可满足EIA-X7R标准;室温下的可释放能量密度可达3.04 J/cm3,而且还具有超高的能量效率95.6%。同时,该组分的可释放能量密度和能量效率具有优异的频率(10~1000 Hz)和温度(-55~150℃)稳定性,在测试范围内的变化率不超过8%。此外,该组分也表现出快速的放电性能,其电流密度和功率密度可达654 A/cm2和39.3 MW/cm3。
徐玉茹[3](2020)在《NBT-KBT基高温陶瓷电容器瓷料的构建及性能研究》文中提出电容器是最重要的被动电子元器件之一,广泛应用于各种电子设备的电路中。多层陶瓷电容器具有体积小、成本低、寿命长、低发热等特点,已成为电容器市场的主流。目前电子设备的工作环境变得越来越严苛。比如汽车发动引擎和火箭的实际工作温度能超过200℃甚至300℃。这也就要求陶瓷电容器能够在宽温度范围内稳定工作,从而更好与电子设备中电路相匹配。然而目前商业最常用的Ⅱ型陶瓷电容器最高工作温度不超过200℃,无法满足高温领域的应用需求。因此,研究者们致力于寻找能在高温环境下稳定工作的陶瓷电容器材料。本研究中,通过对弛豫铁电体0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3(0.8NBT-0.2KBT)进行改性,调制材料中两种不同极性纳米微区的含量,在保持高介电常数的基础上,优化材料在高温段的温度稳定性,成功构建出在100℃~440℃范围内拥有高介电常数、低介电损耗以及良好温度稳定性的高温陶瓷电容器材料。同时,实现了多层陶瓷电容器模拟件的制作。这些工作为下一代高温陶瓷电容器的应用提供了可靠的解决方法以及借鉴经验。首先,设计了(1-x)(0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3)-xBi(Zn2/3Nb1/3)O3(NBT-KBT-x BZN)材料体系,研究引入第三组元BZN对0.8NBT-0.2KBT基体的微观结构及电学性能的影响。结果表明BZN的引入使材料的三方相极性纳米微区含量减少,材料的宏观极化能力下降。最终获得高温稳定性良好且保持高介电常数的材料。然后,针对以上材料体系存在高温段介电损耗高且绝缘性能差的特点,在基体中引入另一种第三组元Bi(Mg2/3Nb1/3)O3,设计了如下材料体系(1-x)(0.8Na0.5Bi0.5TiO3-0.2K0.5Bi0.5TiO3)-xBi(Mg2/3Nb1/3)O3(NBT-KBT-x BMN),主要探究BMN的引入对材料的温度稳定性、介电损耗及绝缘电阻率的影响。结果表明,随着BMN的引入,材料内部极性较强的三方相极性纳米微区含量减少,极性较弱的四方相极性纳米微区含量增加,材料的温度稳定性、介电损耗、绝缘特性均得到优化。其中最优组分NBT-KBT-0.2BMN样品在106℃~492℃内具有优良的温度稳定性(εr150℃=1860±15%,1k Hz),且在112℃~410℃内介电损耗能保持tanδ≤0.025,同时绝缘电阻率在室温下大于1013Ω·cm,能够满足陶瓷电容器的实际应用需求。最后,以最优组分NBT-KBT-0.2BMN作为介质层材料,通过探索流延工艺,成功获得了均匀一致且无粗大颗粒的陶瓷膜片,然后再经过电极印刷,堆叠层压,排胶烧结等流程,成功构建出多层陶瓷电容器(MLCC)模拟件。在对MLCC的微观结构和电学性能进行测试后,深入探讨了MLCC与同组分块体陶瓷样品在介电性能方面的差异。结果表明MLCC的介电性能与同组分块体陶瓷样品类似。其中MLCC能够在100℃~440℃内保持εr150℃=1800±15%,并且tanδ≤0.025。同时在25℃~150℃内,MLCC的有效储能密度也能保持良好的温度稳定性。因此,NBT-KBT-0.2BMN材料有望应用于高温陶瓷电容器中,并为下一代高温陶瓷电容器的研究提供可靠的解决方法及借鉴经验。
覃荷[4](2020)在《多层陶瓷电容器瓷料掺杂工艺研究》文中研究说明随着电子产品的产量猛增,电容器也得到快速发展。贴片式多层陶瓷电容器MLCC是陶瓷电容器的一种,该品种电容器具有尺寸小、电容量范围宽、品种齐全、性能优越等多种优点,得到了广泛的应用。多层陶瓷电容器性能主要来自于瓷料的性能,因此有必要对多层陶瓷电容器瓷料机理及掺杂工艺进行研究,为制备出高精度、高可靠的陶瓷电容器打下基础。本文对首先多层陶瓷电容器瓷料的国内外研究现状及问题等进行了概述,这是本项目研究的必要性的原因。然后通过对BX、X7R多层陶瓷电容器瓷料产品机理的介绍,对瓷料掺杂工艺进行设计。掺杂工艺贯穿于瓷料生产的整个过程,可分为两大部分,一是配方体系,包括主晶相及掺杂物的选择,掺杂物的细化及混合处理,纳米化掺杂物以及纳米复合材料掺杂。二是生产工艺,主要是完成关键工序磨料工序工艺优化实验,以确定工艺参数。本项目选取了BX、X7R多层陶瓷电容器(MLCC)瓷料中的BX-212、BX-262、X7R-302三种产品来进行掺杂工艺研究。BX、X7R多层陶瓷电容器瓷料掺杂工艺研究包含四大技术难关,分别是“壳—芯”结构稳定技术,掺杂改性技术,解决偏压特性技术,纳米复合材料制备技术。同时解决工艺优化问题。根据掺杂工艺的设计,为实现项目要求,设计了以下实验来确认掺杂工艺的各项参数。一是配方设计实验。包括主晶相的材料和数量选择;展宽剂、移峰剂、阻滞剂等掺杂物品种及数量的选择;掺杂物的细化及混合处理。二是纳米掺杂物材料制备实验。包括单因素筛选实验以获得溶胶-凝胶法制备纳米复合材料的基础数据;利用数学的方法进行试验设计,完成凝胶时间正交试验;然后完成干凝胶制备单因素实验,最后进行煅烧双因数实验。三是纳米复合材料掺杂实验。四是生产工艺优化实验。经实验确定最终工艺实施方案,得到的瓷料制成电容器瓷片,最后通过产品测试结果,完成工艺验证。经与合同制表对比验证,掺杂工艺方案设计合理,能够生产出高质量的产品,并满足工厂的生产要求。
李洁[5](2019)在《铝酸钡基多层电容器陶瓷的抗还原特性与介温稳定性调控机制研究》文中研究指明多层陶瓷电容器(MLCCs)是重要的电子元件,广泛应用于各电子工业中。本论文以铝酸钡基陶瓷为研究对象,通过掺杂改性成功制备出超宽温电容稳定性的C0G多层陶瓷电容器(MLCCs)用介质材料,对国内当前缺失的使用温度高于200℃和低于–55℃的温度稳定型C0G MLCCs做出了探索工作,同时对宽温稳定型介质材料的组分、晶体结构与性能之间的关系做了大量系统性工作和创新性研究。采用[Zn0.5Si0.5]3+作为掺杂离子完全取代BaAl2O4材料中B位的Al3+,研究体系晶体结构的变化、降烧特性及其介电性能的变化规律。发现当[Zn0.5Si0.5]3+掺杂量占B位离子总数40%时,体系的致密化温度降低了355℃,同时将体系的电容稳定性温区提升至–50℃到450℃。电容稳定性的提高是通过掺杂过程中独特的占位机制引起了BaAl2O4基固溶体结构的变化来实现的。在掺杂过程中,Zn2+离子和Si4+离子并非传统的平均取代,而是Zn2+离子优先占据6c-Wyckoff位置的Al1和2b-Wyckoff位置的Al4,而Si4+离子则优先取代6c-Wyckoff位置的Al2和2b-Wyckoff位置的Al3。由于2b-Wyckoff位置的无序状态导致四面体的扭曲使得陶瓷的第一个介电异常峰出现类弛豫现象,该介电异常峰为二级铁电相变峰,从而改善了该材料的电容稳定性。详细研究了Zn/Ti异价离子部分取代BaAl2O4基陶瓷对介电性能的影响,发现适量的Zn/Ti异价离子对BaAl2O4陶瓷体系具有降低致密化温度和改善介温稳定特性的双重作用,且Zn/Ti的引入进一步将电容稳定性的温区拓宽至–100℃到700℃。[Zn0.5/Ti0.5]3+离子平均占据四个不同的Al3+离子位置,Al1/(Zn,Ti)-O、Al2/(Zn,Ti)-O和Al3/(Zn,Ti)-O键长随着[Zn0.5Ti0.5]3+含量的增加而增长。体系电容稳定性的提高是通过将第一个介电异常峰从123℃移动到–22℃来实现的,介电异常峰的移动由掺杂引起的沿极轴方向B位阳离子原子位移幅值?z减小引起。通过高温阻抗谱和XPS分析发现晶格中存在电子钉扎缺陷偶极子,使得陶瓷具有低介电损耗、超宽温稳定性和超高绝缘电阻。在空气中,体系的氧空位和锌空位处于近似相等的平衡状态,因此材料体系在空气中空穴或弱束缚电子的含量极低,电导损耗极小。其综合性能为:室温介电常数18.4、损耗约为10-3、–100℃至700℃的电容温度系数TCC在–27ppm/℃+10ppm/℃以内、绝缘电阻率6.9×1014Ω·cm。但是,该材料不具备抗还原性,不能与Ni电极进行共烧。进一步制备了室温介电常数为18.5,居里温度大幅降低至-25℃,居里峰显着展宽的新BaAl(2-2x)(Mg0.5Ti0.5)2xO4(x=0.03)陶瓷材料,且体系的致密化温度降低至1260℃。其主晶相仍为铝酸钡,利用移峰剂掺杂制备出电容稳定性满足C0G MLCCs要求的高性能陶瓷材料。从晶体结构和居里峰移动机制分析了移峰剂的移峰效应。从晶体学理论出发,发现移峰剂的引入,引起Al1/(Mg,Ti)-O、Al2/(Mg,Ti)-O和Al3/(Mg,Ti)-O键长增大,导致晶格畸变,键长的增大使得沿极轴方向B位阳离子原子位移幅值?z减小,从而引起居里温度下降。由键价理论,键长越大,键能越弱,从而降低了晶格恢复氧四面体倾斜的恢复力,使得介电常数温度系数TCC幅值减小。不同气氛下电阻率的变化表明该介质陶瓷在高温表现出p型半导行为,且N2-H2中的电导激活能Ea(2.137eV)高于空气中的Ea(1.500eV),说明该陶瓷具备良好的抗还原性,能够实现与Ni电极进行共烧匹配。其综合性能为:室温介电常数18.5、损耗约为10-3、–100℃至700℃的TCC在-22ppm/℃+20ppm/℃以内、绝缘电阻率4.5×1014Ω·cm。采用流延法制备了BAMT MLCCs陶瓷,发现BAMT MLCCs陶瓷比BAMT陶瓷的结晶度要高,晶粒尺寸要小。从截面显微分析面扫图可以看出BAMT MLCCs的叠层结构分明,Ni电极与陶瓷介质界面匹配性良好。最终研制出超宽温电容稳定的高性能贱金属C0G MLCCs,其主要性能指标为:室温介电常数18.7、介电损耗约为10-3、绝缘电阻率7.4×1015Ω·cm、TCC在-20ppm/℃+11ppm/℃以内(–100℃至700℃)。
张宝林[6](2013)在《低温烧结热稳定BaTiO3基陶瓷介质材料研究》文中进行了进一步梳理本文主要研究以BaTiO3基陶瓷介质材料为基础,通过掺杂改性、添加玻璃和不同的制备工艺实现高热稳定性、高介电性能、低温烧结的目标,制造出了满足电子工业协会(Electronic Industries Association,EIA)标准的X7R、X8R、X8R-BX、X9R以及具有超宽温度范围(-55℃到230℃)稳定性的陶瓷介质材料。并且运用现代微观分析手段XRD、SEM等,对其内在机理进行了分析。主要的研究内容及结果如下:1.我们在BaTiO3基陶瓷材料中,添加5wt%ZnO-B2O3、改变制备工艺,成功的降低了烧结温度,实现低温烧结(烧结温度850℃930℃),性能参数如下:室温介电常数ε25oC≥2500,介电损耗tanδ≤1.0%,-55℃到125℃范围内最大电容量变化率不超过±10%。另外,对BaTiO3基陶瓷材料进行改性,添加CaTiO3等添加剂,进行了钽电容器替代产品的探索性研究,并且成功制备了具有正温度特性的BaTiO3基陶瓷介质材料。2.我们分别讨论了Ho2O3、Er2O3、MnCO3、Bi2O3等添加剂对于BaTiO3陶瓷系统介电性能以及居里峰移动的影响。通过改变制备工艺,在910℃下,成功的制备了满足要求的X8R陶瓷材料,主要性能参数如下:室温介电常数ε25℃>2250,介电损耗tanδ <1.5%,-55℃到150℃范围内最大电容量变化率不超过±13%,满足EIA X8R标准。另外,我们进行了直流偏压特性的研究,成功制备了满足EIAX8R-BX的陶瓷介质材料。3.我们研究了(BixNa1-x)TiO3(0.4≤x≤0.7)以及xBaTiO3-Bi0.5Na0.5TiO3(x=7,8,9,10,11)的制备工艺和介电性能。并且以此为基础,添加Nb2O5、SrTiO3等添加剂,尝试不同的制备工艺,最终在960℃和1100℃下获得了满足要求的X9R陶瓷介质材料,主要性能参数如下:(a)960℃烧结,室温介电常数ε25oC>1100,介电损耗tanδ <1.0%,-55℃到200℃范围内最大电容量变化率不超过±15%;(b)1100℃烧结,室温介电常数ε25oC>1200,介电损耗tanδ <1.5%,-55℃到200℃范围内最大电容量变化率不超过±15%。另外,我们又获得一种具有超宽温度范围(-55℃到230℃)稳定性的陶瓷介质材料,主要性能参数如下:室温介电常数ε25oC>1000,介电损耗tanδ <1.5%,-55℃到230℃范围内最大电容量变化率不超过±8%。
高顺起[7](2012)在《中温烧结BaTiO3基热稳定陶瓷铁电机理与中试生产研究》文中进行了进一步梳理多层陶瓷电容器(MLCC)是电子信息技术的重要基础器件。由于电子系统的发展要求,MLCC向宽温、大容量和低成本方向发展。以BaTiO3为基铁电陶瓷材料是MLCC的重要材料。本文从分析钛酸钡的晶体结构入手,以提高温度稳定性、提高介电常数、降低烧结温度为目标,对温度稳定型中温烧结瓷料进行研究。并运用XRD、SEM等现代微观分析手段,对其内在机理进行研究。1、分别讨论了Nb2O5、MgO、CoCO3、CeO2以及Bi2O3等对钛酸钡系统的介电性能的影响,并成功制备处所需的X8R陶瓷材料,性能参数如下:室温介电常数ε25oC>2500,介电损耗tanδ<2.0%,-55oC到150oC范围内最大电容量变化率不超过±15%2、Pb(Ti0.55Sn0.45)O3掺杂能有效提高BaTiO3基陶瓷居里点到150℃以上。从结构上看,Pb2+离子的引入进行A位取代,Sn2+离子的引入进行B位取代,引起成分起伏相变扩散,造成居里点向高温移动。通过TEM、XRD分析可知,Pb(Ti0.55Sn0.45)O3与BaTiO3可形成部分固溶体并形成核-壳结构。核-壳两相相互制约及叠加作用使钛酸钡陶瓷呈现温度稳定性。当在BaTiO3基陶瓷中添加2wt%Pb(Ti0.55Sn0.45)O3时,样品呈现很好的介电温度特性:ε25oC>1750,介电损耗tanδ<2.0%,-55oC到150oC范围内最大电容量变化率不超过±10%,满足EIAX9R标准。3、球磨中,磨球直径小,球磨时间长,最终粉体粒度会变小而比表面积变大,这能有效地抑制在烧结时BaTiO3晶粒生长并产生细晶效应。掺杂元素对BaTiO3颗粒进行均匀的包裹形成更多的壳-芯晶粒,即铁电相BaTiO3晶核的比例减小,而顺电相晶壳的体积比增大,使得BaTiO3基陶瓷居里峰压平展宽,介电常数温度变化率趋于平缓。烧结温度对晶粒的生长、空洞的密度、杂质离子的扩散分布、晶相的组成等有着重要的作用,并对介质陶瓷最终的介电性能产生重要影响。4、将钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3,BNT)引入BaTiO3陶瓷中以取代上述配方中Pb(Ti0.55Sn0.45)O3的使用,BNT与BaTiO3合成BTBNT,BTBNT具有更高的居里温度(170℃)。再通过Nb2O5调节BTBNT的介电温度变化率,Nb5+能够占据Ti4+的位置,并形成富Ti的非铁电相区。而这些第二相的存在使得BTBNT陶瓷的居里峰发生扩散,使得介电温度曲线更加平坦。在合适的配方时,可获得无铅化的X9R陶瓷:ε≈1660、tanδ=0.0194、ΔC/C25℃≤±15%。最后又研究了烧结温度和球磨时间对BTBNT-基陶瓷介电性能的影响。
姚国峰[8](2012)在《高温稳定型MLCC用介质陶瓷材料的制备、结构与性能研究》文中指出本文以钛酸钡基陶瓷为研究对象,通过掺杂改性成功制备了一系列高温稳定型的多层陶瓷电容器(MLCC)用介质材料,推动了国内该领域尤其是使用温度上限为200℃的MLCC的技术发展,同时对高温稳定型介质材料的成分、结构与性能之间的关系做了大量系统性工作和创新性探究。选用BaTiO3-Nb2O5-Co3O4作为基本的温度稳定型介质材料体系,通过适量的Re2O3和Bi2O3共掺杂可获得符合EIA X8R (55150℃,ΔC/C25≤±15%)特性的空气烧结陶瓷材料,其中Re代表一种小离子半径的稀土元素。重点研究了Re和Bi的掺杂改性机理,证实了Re掺杂具有移峰效应。提出了“芯—壳”界面的内应力模型并指出了具有“芯—壳”结构的BaTiO3基陶瓷居里温度升高的原因。所开发的瓷料成功应用于X8R型贵金属内电极MLCC的制备。器件的劣化行为、偏压特性及高温阻抗谱分析结果均表明该类MLCC具有良好的可靠性。通过高分辨透射电镜研究了Ag-Pd内电极层与陶瓷介质层界面附近的互扩散行为。选用BaTiO3-MgO-Y2O3-MnO2作为基本材料体系,通过适量的CaZrO3掺杂获得了符合EIA X8R特性的还原气氛烧结陶瓷。研究了CaZrO3含量对于陶瓷烧结特性、居里温度、介电性能以及劣化行为的影响,揭示了CaZrO3的改性机理。考察了两性稀土氧化物Y2O3的取代行为对材料各方面特性的影响。制备了平均粒径小于200nm的细晶抗还原X8R陶瓷,发现细晶陶瓷具有优异的电性能及偏压特性并指出了其主要原因。通过固相法合成了具有高居里点的(1-x)BaTiO3–x(Bi0.5Na0.5)TiO3(x≤0.12)弥散相变型铁电陶瓷。以0.9BaTiO3–0.1(Bi0.5Na0.5)TiO3作为基料,通过掺杂Nb2O5制备出符合X9R(55200℃,ΔC/C25≤±15%)标准的空气烧结陶瓷材料。通过两段式烧结、化学包覆等工艺可进一步改善介电性能,获得介电常数为19002000,介电损耗为1.7%2.0%的X9R材料,性能达到国际领先水平。能谱分析的结果表明,Nb元素的微观不均匀分布是材料具有温度稳定特性的根本原因。该类材料显微形貌的演变可以通过“溶解—沉淀”机制加以解释。
王丽娜[9](2011)在《钛酸钡基陶瓷的低温制备与掺杂改性研究》文中研究指明根据近年来中温烧结温度稳定型MLCC陶瓷的研究进展,本文利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)、阻抗分析仪等分析仪器,系统研究了铋层状化合物( CaBi4Ti4O15、Bi4Ti3O12 )、稀土(La2O3、CeO2)及CaO-B2O3-SiO2(简称CBS)玻璃粉掺杂对BaTiO3(简称BT)系统的烧结特性、晶体结构、介电性能的影响。结果如下:系统研究CaBi4Ti4O15(简称CBT)掺杂量对BT陶瓷晶体结构及介电性能的影响。研究发现,CBT的掺杂显着提高BT陶瓷的居里点,有利于改善BT陶瓷的介电高温稳定性。掺杂0.5 mol% CBT的BT陶瓷性能相对最优,其室温介电常数εr和介质损耗tgδ分别为1803和2.76%,在-55℃和125℃的电容变化率分别为-17.30%和121.17%,未达到X7R标准。在BT-CBT基础上进一步研究稀土氧化物的掺杂对其晶体结构、烧结特性及介电性能的影响。结果表明:稀土氧化物La2O3的掺杂可使四方率c/a值降低,导致居里点向低温端移动,起到移峰和展峰的作用,而CeO2的掺杂对四方率和居里点的移动都无明显影响。1230℃烧结时,掺杂1.0 mol% La2O3、0.01 mol% CeO2的BT-CBT陶瓷,其室温介电常数εr和介质损耗tgδ分别为2150和0.0190,体积电阻率为1.92×1010Ω.cm,在-55℃和125℃的电容变化率分别为-14.78%和-11.44%,完全符合EIA X7R标准。系统研究了Bi4Ti3O12(简称BIT)掺杂BT系统的晶体结构、微观形貌、烧结特性及介电性能,研究发现,BIT的掺杂改善了BT陶瓷的烧结性能。随着BIT掺杂量的增加(≤3.0mol%),四方率c/a值增大,介电常数逐渐降低。BIT掺杂量为5.0 mol%时出现第二相Bi2Ti2O7,介电性能恶化。BIT掺杂量为3.0mol%,1250℃烧结的BT样品的介电性能相对最优。其室温介电常数和介质损耗分别为2692和1.52%,体积电阻率为5.8×1012Ω.cm,在-55℃、125℃和150℃电容变化率分别为-19.35%、13.42%和-11.53%,根据“顺时针效应”,该陶瓷样品有望制备满足X8R标准的多层电容器陶瓷。在此基础上进一步研究CBS的掺杂对BT-BIT微结构及介电性能的影响。发现CBS有显着降低烧结温度和抑制居里峰的作用。随着CBS含量的增加,介电常数不断下降。不同含量CBS掺杂BT-BIT的样品均满足X8R标准,但综合考虑介电常数及介质损耗认为,3.0wt%CBS掺杂BT-BIT系统更优,具有低烧结温度(1130℃)、低介质损耗(1.15%)、较高介电常数(1789)、较高电阻率(9.67×1012)及优良的介电稳定性,在-55℃、125℃和150℃时的电容变化率分别为-12.10、6.17和-10.78,完全符合X8R标准。系统研究了BIT掺杂对BT-Nb2O5-ZnO(简称BTNZ)系统的晶体结构、烧结特性和介电性能影响,在初步获得X7R型钛酸钡基陶瓷材料的基础上添加CBS玻璃粉,研究CBS玻璃粉对BTNZ-BIT系统的微观形貌和介电性能的影响。结果表明:BIT的掺杂并未改变BTNZ陶瓷的晶体结构,无第二相生成;随着BIT量的增加(≤1.0%),四方率c/a增大,电容变化率减小。掺杂1.0wt%BIT的BTNZ陶瓷,其介温曲线呈现明显“双峰”特征,室温介电常数和介电损耗分别为1327和0.0207,烧结温度中等(1230℃),在-55℃和125℃的电容变化率分别为-7.95%、0.11%,完全符合EIA X7R标准。CBS的掺杂明显降低BTNZ-BIT样品的烧结温度。随着CBS掺杂量的增加,介电常数不断下降,电容变化率减小,表明CBS具有抑制介电峰的作用。CBS的掺杂量为5.0wt%时,其容温变化率符合X8R标准,在-55℃、125℃、150℃时的电容变化率分别为-9.56、6.93、-8.59;介电常数中等(εr=1091),介质损耗低(tgδ=1.28%),体积电阻率高(1.46×1011),烧结温度低(T=1050℃);通过优化工艺设计有望制备低温烧结的X8R型钛酸钡基多层陶瓷电容器。
王爽[10](2010)在《超高温BaTiO3复合材料铁电机理研究》文中指出多层陶瓷电容器(MLCC)是电子信息技术的重要基础器件。为满足电子系统的发展要求, MLCC向宽温、大容量和低成本方向发展。以BaTiO3为基铁电陶瓷材料是MLCC的重要材料。本文从分析钛酸钡的晶体结构入手,以提高温度稳定性、提高介电常数、降低烧结温度为目标,对温度稳定型中温烧结瓷料进行研究。并运用XRD、SEM、TEM、EDS等现代微观分析手段,对其内在机理进行研究。1、Pb(Ti0.55Sn0.45)O3掺杂能有效提高BaTiO3基陶瓷居里点到150℃。从结构上看,Pb2+离子的引入进行A位取代,Sn2+离子的引入进行B位取代,引起成分起伏相变扩散,造成居里点向高温移动。通过TEM、XRD分析可知,Pb(Ti0.55Sn0.45)O3与BaTiO3可形成部分固溶体并形成核-壳结构。核-壳两相相互作用使钛酸钡陶瓷呈现温度稳定性。Pb (Ti0.55Sn0.45)O3掺杂可减少非铁电相Ti 0.1Sn0.9O2,Ti9O17,TiO含量。由XRD计算可知掺杂Pb(Ti0.55Sn0.45)O3的陶瓷系统,四方率(c/a比)增大,晶胞体积减小,自发极化强度增强,介电常数增大。较高烧结温度,促进Pb (Ti0.55Sn0.45)O3等杂质扩散进入BaTiO3晶粒形成晶壳,晶壳厚度随之增加,因此介电常数下降。同时,核壳比减小,温度稳定性改善。2、Bi3+离子的引入进行A位取代,引起结构起伏相变扩散,造成居里点向高温移动并展宽。添加Bi2O3引入新的晶相Bi4Ti3O12后,使烧结过程中出现液相,将烧结温度从1260℃降到1130℃。由XRD计算可知,掺杂Bi2O3四方相率(c/a比)减小,四方特性减弱,介电常数相应减小。核-壳两相相互制约及叠加作用,以及玻璃相对晶粒的钳制作用,使得陶瓷的介电温度特性曲线平坦化。3、将纳米BaTiO3作为掺杂剂引入BaTiO3基陶瓷系统。纳米级钛酸钡有助于提高烧结能力,获得致密的陶瓷,提高介电常数,同时促进钛酸钡与添加剂充分接触产生足够多的核-壳结构获得较薄晶壳,产生高内应力,改善温度稳定性。4、将合成BaTiO3引入X8R陶瓷系统,可制备出符合X9R标准的BaTiO3陶瓷系统。合成钛酸钡的添加,增加了Pb(Sn0.55Ti0.45)O3的固溶度,抑制PbO、PbTiO3及Ti9O17等相生成。由XRD计算可知四方率(c/a比)减小,晶胞体积减小。居里点随四方率(c/a比)减小,向低温移动。在1120℃烧结,添加3 mol%合成BaTiO3的陶瓷主要性能指标:室温介电常数ε25℃>2200,tanδ≈1.7%,在-55℃~200℃最大电容变化率不超过±15%。
二、高介X7R电容器介质瓷料的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高介X7R电容器介质瓷料的研究(论文提纲范文)
(1)用于脉冲电容的钛酸锶基陶瓷的介电性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 脉冲功率技术及储能介质电容器的应用 |
1.2 储能介质陶瓷相关的基本概念 |
1.2.1 介电常数与极化 |
1.2.2 介电损耗 |
1.2.3 介电常数温度系数 |
1.2.4 介电强度 |
1.2.5 电滞回线 |
1.3 储能介质陶瓷研究现状 |
1.3.1 储能介质陶瓷的分类 |
1.3.2 SrTiO_3基储能陶瓷研究现状 |
1.3.3 烧结助剂的添加对储能陶瓷的影响 |
1.4 研究目的、研究思路及研究内容 |
1.4.1 研究目的与研究思路 |
1.4.2 研究内容 |
2 实验过程及分析表征方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验样品所用的制备设备及测试仪器 |
2.3 材料制备方法 |
2.4 分析表征方法 |
2.4.1 体积密度测试 |
2.4.2 物相结构分析 |
2.4.3 局部对称结构分析 |
2.4.4 微观结构分析 |
2.4.5 介电性能测试及计算 |
2.4.6 能量储存参数的测试与计算 |
3 (1-x)SPT-x BMZ储能陶瓷的微观结构和介电性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 结构分析 |
3.2.1 晶相结构分析 |
3.2.2 显微结构分析 |
3.3 电学性能分析 |
3.3.1 介电性能与弛豫性能分析 |
3.3.2 界面极化效应与击穿强度分析 |
3.3.3 储能性能分析 |
3.3.4 充放电性能分析 |
3.4 本章小结 |
4 0.8SPT-0.2BMZ陶瓷的低温烧结及介电性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 玻璃料的制备 |
4.3 0.8SPT-0.2BMZ+xwt%PB陶瓷烧结性能与结构分析 |
4.3.1 烧结性能 |
4.3.2 晶相结构分析 |
4.3.3 显微结构分析 |
4.4 0.8SPT-0.2BMZ+xwt%PB陶瓷电学性能分析 |
4.4.1 介电性能分析 |
4.4.2 高温绝缘电阻特性 |
4.4.3 储能性能分析 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(2)BaTiO3-BiMeO3基储能陶瓷的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.1.1 脉冲功率技术的发展历程 |
1.1.2 脉冲功率系统组成 |
1.1.3 脉冲功率技术的应用 |
1.2 能量储存方式的分类和特点 |
1.3 储能介质陶瓷的基本原理 |
1.3.1 电介质的极化和介电常数 |
1.3.2 电介质的储能 |
1.4 固体电介质击穿机理 |
1.4.1 本征击穿 |
1.4.2 热击穿 |
1.4.3 局部放电击穿 |
1.4.4 机电击穿 |
1.4.5 影响介质击穿场强的因素 |
1.5 介质陶瓷材料的分类 |
1.5.1 线性介质材料 |
1.5.2 铁电介质材料 |
1.5.3 反铁电介质材料 |
1.5.4 弛豫铁电介质材料 |
1.6 BaTiO_3陶瓷的特点 |
1.6.1 BaTiO_3的结构 |
1.6.2 BaTiO_3的电畴和电滞回线 |
1.7 本文的研究目的与内容 |
1.7.1 本文的研究目的 |
1.7.2 本文的研究内容 |
第二章 材料制备与性能表征 |
2.1 钛酸钡基陶瓷的制备 |
2.1.1 实验工艺 |
2.1.2 实验原料及仪器设备 |
2.2 钛酸钡基陶瓷样品的测试表征手段 |
2.2.1 物相结构 |
2.2.2 微观形貌 |
2.2.3 密度测试 |
2.2.4 介电测试 |
2.2.5 铁电测试 |
2.2.6 充放电测试 |
第三章 BaTiO_3-Bi(M.Zr)O_3陶瓷的制备与研究 |
3.1. 序言 |
3.2 (1-x)BaTiO_3-xBi(Zn_(1/2)Zr_(1/2))O_3陶瓷的制备与性能研究 |
3.2.1 相结构和微观形貌 |
3.2.2 介电性能 |
3.2.3 储能性能 |
3.3 (1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(1/2)Zr_(1/2))O_3陶瓷的制备与性能研究 |
3.3.1 相结构和微观形貌 |
3.3.2 介电性能 |
3.3.3 储能性能 |
3.4 0.85BaTiO_3-0.15Bi(Li_(1/3)Zr_(2/3))O_3陶瓷的制备与性能研究 |
3.4.1 相结构和微观形貌 |
3.4.2 介电性能 |
3.4.3 储能性能 |
3.5 本章总结 |
第四章 BaTiO_3-Bi(Ln_(1/2)Sn_(1/2))O_3 (Ln=Ni,Mg)陶瓷的制备与研究 |
4.1 序言 |
4.2 (1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(1/2)Sn_(1/2))O_3陶瓷的制备与性能研究 |
4.2.1 晶体结构和微观形貌 |
4.2.2 介电性能 |
4.2.3 击穿特性 |
4.2.4 储能性能 |
4.2.5 充放电性能 |
4.3 (1-x)BaTiO_3-xBi(Mg_(1/2)Sn_(1/2))O_3陶瓷的制备与性能研究 |
4.3.1 晶体结构和微观形貌 |
4.3.2 介电性能 |
4.3.3 击穿特性 |
4.3.4 储能性能 |
4.3.5 充放电性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 BaTiO_3-Bi(Mg_(2/3)Ta_(1/3))O_3陶瓷的制备与研究 |
5.1 序言 |
5.2 (1-x)BaTiO_3-xBi(Mg_(2/3)Ta_(1/3))O_3陶瓷的制备与性能研究 |
5.1.1 晶体结构和微观形貌 |
5.1.2 介电性能 |
5.1.3 击穿特性 |
5.1.4 储能性能 |
5.1.5 充放电性能 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 本论文的创新之处 |
6.3 未来展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(3)NBT-KBT基高温陶瓷电容器瓷料的构建及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 陶瓷电容器的分类 |
1.3 陶瓷电容器瓷料的主要研究方向 |
1.3.1 宽温稳定性 |
1.3.2 直流偏压对电容的影响 |
1.3.3 频率对介电性能的影响 |
1.3.4 绝缘电阻的衰减 |
1.3.5 粉体尺寸与晶粒尺寸的控制 |
1.4 高温陶瓷电容器的主要应用 |
1.5 高温陶瓷电容器瓷料研究进展 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 样品的制备及表征 |
2.1 实验药品及设备 |
2.2 样品的制备工艺 |
2.2.1 块体陶瓷制备工艺 |
2.2.2 多层陶瓷电容器制备工艺 |
2.3 样品的表征方法 |
2.3.1 样品的微观结构及形貌表征 |
2.3.2 样品的电学性能测试 |
2.4 本章小结 |
第3章 Bi(Zn_(2/3)Nb_(1/3))O_3 改性NBT-KBT瓷料性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 样品的制备工艺 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 BZN含量对NBT-KBT陶瓷微观结构的影响 |
3.3.2 BZN含量对NBT-KBT陶瓷电学性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 Bi(Mg_(2/3)Nb_(1/3))O_3 改性NBT-KBT瓷料性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 样品的制备工艺 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 BMN含量对NBT-KBT陶瓷微观结构的影响 |
4.3.2 BMN含量对NBT-KBT陶瓷电学性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 NBT-KBT基高温稳定MLCC芯片制作及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 样品的制备 |
5.2.1 块体陶瓷样品的制备 |
5.2.2 MLCC芯片的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 MLCC芯片流延工艺的探索 |
5.3.2 MLCC芯片微观结构表征 |
5.3.3 MLCC芯片电学性能研究 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
附录 符号说明 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(4)多层陶瓷电容器瓷料掺杂工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及需求 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研制技术现状 |
1.2.2 国内研制技术现状 |
1.3 目前存在的问题 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 BX、X7R多层陶瓷电容器瓷料机理及掺杂工艺关键环节分析 |
2.1 BX、X7R多层陶瓷电容器瓷料产品工作原理 |
2.2 主晶相BaTiO3宏观高介低损耗电性能机理 |
2.3 主晶相BaTiO3偏压特性机理 |
2.4 中温烧结设计机理 |
2.5 主要参数计算公式 |
2.5.1 介质介电常数 |
2.5.2 介质损耗功率 |
2.5.3 介质介电常数温度变化率 |
2.5.4 介质偏压特性 |
2.6 掺杂工艺关键环节分析 |
2.6.1 “壳-芯”结构的构建及稳定技术攻关 |
2.6.2 掺杂改性技术攻关 |
2.6.3 解决偏压特性的技术攻关 |
2.6.4 玻璃相纳米复合材料的制备技术攻关 |
2.6.5 掺杂工艺实验设计 |
2.7 小结 |
第三章 配方设计实验 |
3.1 设计思路 |
3.2 BX、X7R多层陶瓷电容器瓷料技术指标 |
3.3 实验内容 |
3.3.1高介低损耗参数设计实验 |
3.3.2高温度稳定性参数设计实验 |
3.3.3高绝缘电阻参数设计实验 |
3.3.4偏压特性参数设计实验 |
3.3.5瓷料中温烧结设计实验 |
3.4 小结 |
第四章 纳米掺杂物材料制备实验 |
4.1 实验途径设计 |
4.2 主要实验仪器及实验试剂 |
4.3 实验方法 |
4.3.1单因素筛选实验 |
4.3.2凝胶时间正交实验 |
4.3.3干凝胶制备单因素实验 |
4.3.4煅烧双因素实验 |
4.4 小结 |
第五章 纳米复合材料掺杂实验 |
5.1 实验目的及内容 |
5.2 实验结果与分析 |
5.3 小结 |
第六章 工艺参数的优化实验 |
6.1 球磨机研磨设备工艺实验 |
6.2 研磨搅拌磨研磨设备工艺实验 |
6.3 立式振动磨研磨设备工艺实验 |
6.4 小结 |
第七章 实施方案的选定及最终产品测试结果分析 |
7.1 实施方案的选定 |
7.1.1 基本配方组成范围(wt%) |
7.1.2 纳米掺杂物材料制备参数 |
7.1.3 纳米掺杂技术的应用 |
7.1.4 工艺优化参数确认 |
7.2 最终产品测试结果及分析 |
7.2.1 测试目的 |
7.2.2 测试方法 |
7.2.3 主要实验设备及仪器仪表 |
7.2.4 测试结果和分析 |
7.3 小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(5)铝酸钡基多层电容器陶瓷的抗还原特性与介温稳定性调控机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 MLCCs概述 |
1.3 C0G MLCCs介质陶瓷材料的研究现状 |
1.4 铝酸钡简介 |
1.5 介质陶瓷材料的宽温区介温稳定性改性机理 |
1.6 课题的提出与研究内容 |
2 实验过程及测试方法 |
2.1 实验原料及实验设备 |
2.2 制备工艺过程 |
2.3 样品分析与测试 |
3 铝酸钡基陶瓷的晶格结构与低温烧结改性研究 |
3.1 引言 |
3.2 样品制备与测试 |
3.3 物相分析与晶体结构分析 |
3.4 介电性能分析 |
3.5 热分析 |
3.6 电容稳定性与绝缘性能分析 |
3.7 铁电性能分析 |
3.8 电学性能分析 |
3.9 本章小结 |
4 铝酸钡基陶瓷的宽温区介温稳定性优化机制研究 |
4.1 引言 |
4.2 样品制备与测试 |
4.3 微观形貌分析 |
4.4 物相与晶体结构分析 |
4.5 介电性能与热分析 |
4.6 电容稳定性与绝缘性能分析 |
4.7 铁电性能分析 |
4.8 电学性能及抗还原性分析 |
4.9 本章小结 |
5 铝酸钡基陶瓷的介电性能及其抗还原性研究 |
5.1 引言 |
5.2 样品制备及测试 |
5.3 物相分析与微观形貌分析 |
5.4 介电性能及热分析 |
5.5 电容稳定性与绝缘性能分析 |
5.6 晶体结构分析 |
5.7 铁电性能分析 |
5.8 电学性能与抗还原性分析 |
5.9 本章小结 |
6 宽温区稳定型BME-MLCCs的实现与性能分析 |
6.1 引言 |
6.2 样品制备及测试 |
6.3 物相分析 |
6.4 微观形貌分析 |
6.5 介电性能与电容稳定性分析 |
6.6 绝缘性能分析 |
6.7 电学性能分析 |
6.8 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 本文主要结论 |
7.2 本文的创新之处 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
(6)低温烧结热稳定BaTiO3基陶瓷介质材料研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 信息功能陶瓷材料 |
1.3 片式多层陶瓷电容器概述 |
1.3.1 片式多层陶瓷电容器(MLCC)的发展概况 |
1.3.2 片式多层陶瓷电容器(MLCC)的结构与原理 |
1.3.3 片式多层陶瓷电容器(MLCC)的分类与应用 |
1.3.4 片式多层陶瓷电容器(MLCC)的失效机理及模式分析 |
1.4 低温共烧陶瓷技术概述 |
1.4.1 低温共烧陶瓷技术工艺流程 |
1.4.2 低温共烧陶瓷技术的特点 |
1.4.3 低温烧结的主要实现方法 |
1.5 课题的研究内容和目的 |
1.5.1 课题国内外的研究情况 |
1.5.2 本文创新点 |
第二章 BaTiO_3的微观结构与改性机理 |
2.1 BaTiO_3微观结构 |
2.1.1 BaTiO_3的晶体结构 |
2.1.2 钛酸钡晶体的铁电畴 |
2.2 BaTiO_3陶瓷的介电性能 |
2.3 钛酸钡的"核-壳"结构 |
2.4 钛酸钡陶瓷的改性机理 |
2.4.1 细晶理论 |
2.4.2 移动效应 |
2.4.3 相变扩散效应 |
2.4.4 展宽效应 |
2.4.5 掺杂离子改性效应 |
第三章 实验过程及测试方法 |
3.1 实验工艺流程 |
3.1.1 烧结助剂的制备 |
3.1.2 样品制备过程 |
3.2 样品测试与微观分析 |
3.2.1 测试与分析仪器 |
3.2.2 密度和收缩率测试 |
3.2.3 介电性能测试 |
3.2.4 X 射线衍射分析 |
3.2.5 表面形貌分析 |
3.2.6 粒度分析 |
3.2.7 多层结构分析 |
第四章 低温烧结 X7R 陶瓷介质介电性能研究及机理分析 |
4.1 ZnO-B_2O_3玻璃对 X7R 陶瓷的影响 |
4.2 球磨时间对 X7R 陶瓷介质材料性能的影响 |
4.3 一种具有正温度特性的陶瓷介质材料的探索 |
4.4 小结 |
第五章 低温烧结 X8R 陶瓷材料介电性能研究及机理分析 |
5.1 掺杂稀土元素对 X8R 陶瓷的影响及机理 |
5.1.1 Ho_2O_3掺杂改性机理 |
5.1.2 Er_2O_3掺杂改性机理 |
5.2 掺杂 MnCO_3对 X8R 陶瓷材料的影响及机理 |
5.3 掺杂 Bi_2O_3对 X8R 陶瓷材料的影响及机理 |
5.4 制备工艺对 X8R 陶瓷的影响及机理 |
5.4.1 预烧温度对 X8R 陶瓷材料的影响 |
5.4.2 烧结温度对 X8R 陶瓷材料的影响 |
5.4.3 保温时间对 X8R 陶瓷材料的影响 |
5.5 X8R 陶瓷的偏压特性 |
5.6 小结 |
第六章 低温烧结 X9R 陶瓷材料介电性能研究及机理分析 |
6.1 一种正温度梯度的材料机理研究 |
6.1.1 BiXNa1-XTiO_3材料性能研究 |
6.1.2 xBaTiO_3-Bi0.5Na0.5TiO_3材料性能研究 |
6.1.3 9BaTiO_3-(BixNa1-x)TiO_3材料性能研究 |
6.2 掺杂 Nb_2O_5改性机理 |
6.3 烧结温度对 X9R 陶瓷性能的影响 |
6.4 一种高热稳定性陶瓷(230℃)材料介电性能研究 |
6.5 小结 |
第七章 总结 |
7.1 全文总结 |
7.2 本文主要创新点 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(7)中温烧结BaTiO3基热稳定陶瓷铁电机理与中试生产研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 功能陶瓷材料 |
1.2 片式多层陶瓷电容器 |
1.2.1 片式多层陶瓷电容器结构及原理 |
1.2.2 MLCC的发展趋势 |
1.2.3 高介电常数MLCC分类 |
1.3 课题研究内容和目的 |
1.3.1 国内外发展概况 |
1.3.2 选题内容 |
第二章 BaTiO_3的微观结构与改性机理 |
2.1 BaTiO_3微观结构 |
2.1.1 BaTiO_3的晶体结构 |
2.1.2 钛酸钡晶体的铁电畴 |
2.2 BaTiO_3陶瓷的介电性能 |
2.3 钛酸钡的核-壳结构 |
2.4 钛酸钡陶瓷的改性机理 |
2.4.1 细晶理论 |
2.4.2 相变扩散效应 |
2.4.3 铁电陶瓷居里峰的展宽效应 |
2.4.4 居里峰移动效应 |
2.4.5 掺杂离子改性效应 |
第三章 实验工艺与测试 |
3.1 实验工艺流程 |
3.2 样品测试 |
第四章 BaTiO_3基陶瓷的掺杂改性机理研究 |
4.1 MgO掺杂改性机理 |
4.2 稀土元素Ce掺杂改性机理 |
4.3 CoCO_3及Nb_2O_5掺杂改性机理 |
4.3.1 CoCO_3掺杂改性机理 |
4.3.2 Nb_2O_5掺杂改性机理 |
4.3.3 不同Nb/Co比掺杂改性机理 |
4.4 Bi_2O_3掺杂改性机理 |
4.5 MnCO_3对X8R钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
4.6 小结 |
第五章 X9R钛酸钡陶瓷掺杂改性机理研究 |
5.1 Pb(TiSn)O_3固溶体 |
5.2 Pb(Ti,Sn)O_3对高介X9R钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
5.3 小结 |
第六章 工艺条件对BaTiO_3基X9R陶瓷性能的影响及中试研究 |
6.1 BaTiO_3预烧曲线对陶瓷系统介电性能的影响 |
6.1.1 BaTiO_3预烧温度对系统介电性能的影响 |
6.1.2 预烧BaTiO_3熔块的升温速率对系统介电性能的影响 |
6.2 烧结温度对BaTiO_3基陶瓷介电性能的影响 |
6.2.1 烧结温度对BaTiO_3基陶瓷介电性能的影响 |
6.3 磨球粒径对BaTiO_3基陶瓷介电性能的影响 |
6.4 球磨时间及粉体初始粒径对BaTiO_3基陶瓷系统介电性能的影响 |
6.4.1 磨球粒径和球磨时间对粉体粒度的影响 |
6.4.2 粉体粒度对系统介电-温度特性的影响 |
6.5 小结 |
第七章 BaTiO_3-基X9R陶瓷的无铅化探讨研究 |
7.1 BT-BNT机理研究 |
7.2 掺杂剂Nb_2O_5对BTBNT体系的影响 |
7.3 工艺对Nb掺杂的BTBNT陶瓷介电性能影响的研究 |
7.3.1 球磨时间对Nb掺杂的BTBNT陶瓷介电性能影响 |
7.3.2 烧结温度对Nb掺杂的BTBNT陶瓷介电性能影响 |
7.4 微调Nb_2O_5掺加含量优化BTBNT系陶瓷的介电性能 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(8)高温稳定型MLCC用介质陶瓷材料的制备、结构与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 MLCC 的分类及发展趋势 |
1.3 高温稳定型 MLCC 的主要应用 |
1.4 钛酸钡基陶瓷材料及其掺杂改性 |
1.4.1 钛酸钡晶体 |
1.4.2 钛酸钡基陶瓷的居里温度及移峰效应 |
1.4.3 钛酸钡基陶瓷的相变弥散及展宽效应 |
1.4.4 “芯—壳”结构 |
1.5 高温稳定型 MLCC 介质陶瓷的主要材料体系及研究进展 |
1.5.1 空气烧结钛酸钡基温度稳定型材料 |
1.5.2 还原气氛烧结钛酸钡基温度稳定型材料 |
1.6 钛酸钡基陶瓷在高温高场下的电性能劣化及可靠性研究 |
1.7 本文主要内容及创新点 |
1.7.1 本文的主要内容 |
1.7.2 本文的主要创新点 |
第2章 实验流程与主要测试方法 |
2.1 BaTiO_3基陶瓷材料的制备流程 |
2.2 还原气氛烧结工艺 |
2.3 实验测试方法 |
2.3.1 介电性能测试 |
2.3.2 电性能测试 |
2.3.3 X 光衍射 |
2.3.4 显微形貌及微区元素分布 |
2.3.5 热分析 |
2.3.6 高温阻抗测试 |
第3章 空气烧结 X8R 型瓷料及 MLCC 的研究 |
3.1 序言 |
3.2 基本材料体系及制备工艺 |
3.3 空气烧结 X8R 型陶瓷材料的成分优化研究 |
3.3.1 Bi_2O_3和 Sc_2O_3对陶瓷性能的影响 |
3.3.2 Bi_2O_3和 Yb_2O_3对陶瓷性能的影响 |
3.3.3 Bi_2O_3、Yb_2O_3共掺杂陶瓷的移峰机理分析 |
3.3.4 钛酸钡晶粒尺寸对空气烧结 X8R 型瓷料的影响 |
3.4 芯壳之间微观内应力与居里温度的关系 |
3.4.1 Landau-Devonshire 理论与模拟 |
3.4.2 “芯—壳”界面的应力模型 |
3.5 X8R 型 MLCC 的制备与性能表征 |
3.5.1 X8R 型 MLCC 的制备及性能 |
3.5.2 X8R 型 MLCC 的阻抗谱分析 |
3.5.3 X8R 型 MLCC 的界面扩散研究 |
3.6 本章小结 |
第4章 还原气氛烧结 X8R 型瓷料的研究 |
4.1 序言 |
4.2 基本材料体系与制备工艺 |
4.3 CaZrO_3含量对瓷料性能与结构的影响 |
4.3.1 CaZrO_3含量对瓷料烧结性能的影响 |
4.3.2 CaZrO_3含量对陶瓷居里温度的影响 |
4.3.3 CaZrO_3含量对瓷料介电性能的影响 |
4.4 Y_2O_3含量对瓷料性能与结构的影响 |
4.4.1 Y_2O_3含量对瓷料居里温度的影响 |
4.4.2 Y_2O_3含量对瓷料介电性能的影响 |
4.5 细晶 X8R 型抗还原陶瓷材料的制备 |
4.6 抗还原介质陶瓷材料的阻抗分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 空气烧结 X9R 型瓷料的研究 |
5.1 序言 |
5.2 材料体系及实验流程 |
5.3 BTBNT 基料的结构与性能 |
5.4 Nb_2O_5掺杂对 0.9BT-0.1BNT 基陶瓷材料性能的影响 |
5.5 烧结工艺对 0.9BT-0.1BNT 基陶瓷材料性能的影响 |
5.6 化学法制备 Nb 掺杂 0.9BT-0.1BNT 基陶瓷材料 |
5.6.1 化学法制备 Nb 掺杂 0.9BT-0.1BNT 基瓷料的工艺流程 |
5.6.2 化学法制备 Nb 掺杂 0.9BT-0.1BNT 基瓷料的性能研究 |
5.7 Nb 掺杂 0.9BT-0.1BKT 基材料的制备及性能 |
5.8 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)钛酸钡基陶瓷的低温制备与掺杂改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 MLCC简介 |
1.1.1 MLCC结构及原理 |
1.1.2 MLCC制备工艺 |
1.1.3 MLCC分类 |
1.1.4 MLCC在电子技术中的应用 |
1.1.5 MLCC在高技术军用电子设备中的应用 |
1.2 MLCC的研究现状 |
1.2.1 铅基驰豫铁电体系统 |
1.2.2 钨青铜结构铁电系统 |
1.2.3 钛酸钡基铁电系统 |
1.3 MLCC发展趋势 |
1.3.1 小型化、集成化 |
1.3.2 片式高压系列化、大功率化 |
1.3.3 低成本化-贱金属内电极MLCC |
1.3.4 高频化、低压大容量化 |
1.3.5 宽温化、耐焊接 |
1.3.6 无铅化、环保型 |
1.4 本论文的选题依据和研究内容 |
第二章 理论基础 |
2.1 BaTiO_3结构特点及性能 |
2.1.1 BaTiO_3的晶体结构 |
2.1.2 BaTiO_3的电畴结构 |
2.1.3 BaTiO_3的介电温度特性 |
2.2 钛酸钡陶瓷的改性机理 |
2.2.1 BaTiO_3的壳-芯结构 |
2.2.2 尺寸效应 |
2.2.3 移动效应 |
2.2.4 展宽效应 |
2.2.5 四方率效应 |
第三章 实验过程及分析测试方法 |
3.1 实验所采用的主要原料 |
3.2 实验所用设备 |
3.3 样品制备 |
3.4 样品的测试分析 |
3.4.1 微观结构分析 |
3.4.2 介电性能测试 |
第四章 CaBi_4Ti_40_(15)掺杂BaTiO_3介电陶瓷的制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 CaBi_4Ti_40_(15)掺杂对BT微观结构和性能的影响 |
4.2.1 样品制备 |
4.2.2 烧结温度对BT介电性能的影响 |
4.2.3 CBT掺杂对BT晶体结构的影响 |
4.2.4 CBT掺杂对BT烧结特性的影响 |
4.2.5 CBT掺杂对BT介电性能的影响 |
4.3 稀土掺杂对BT-CBT微观结构和介电性能的影响 |
4.3.1 样品制备 |
4.3.2 稀土掺杂对BT-CBT晶体结构的影响 |
4.3.3 La2O_3和Ce0_2掺杂对BT-CBT烧结特性的影响 |
4.3.4 La2O_3和Ce0_2掺杂对BT-CBT介电性能的影响 |
4.3.5 烧结温度对稀土掺杂BT-CBT系统介电性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 Bi_4Ti_30_(12)掺杂BaTiO_3介电陶瓷的制备及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 Bi_4Ti_30_(12)掺杂对BT微观结构和介电性能的影响 |
5.2.1 样品制备 |
5.2.2 BIT掺杂对BT烧结特性的影响 |
5.2.3 BIT掺杂对BT晶体结构的影响 |
5.2.4 BIT掺杂对BT微观形貌的影响 |
5.2.5 BIT掺杂对BT介电性能的影响 |
5.3 CBS掺杂对BT-BIT微观结构和介电性能的影响 |
5.3.1 样品制备 |
5.3.2 烧结温度对BT-BIT介电性能的影响 |
5.3.3 CBS掺杂对BT-BIT微观形貌的影响 |
5.3.4 CBS掺杂对BT-BIT介电性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 Bi_4Ti_30_(12)掺杂BT-Nb_20_5-ZnO介电陶瓷的制备及性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 BIT掺杂对BaTiO_3-Nb_20_5-ZnO体系微结构和介电性能的影响 |
6.2.1 样品制备 |
6.2.2 BIT掺杂对BTNZ晶体结构的影响 |
6.2.3 BIT掺杂对BTNZ烧结特性的影响 |
6.2.4 BIT掺杂对BTNZ微观形貌的影响 |
6.2.5 BIT掺杂对BTNZ介电性能的影响 |
6.2.6 烧结温度对BTNZ系统介电性能的影响 |
6.3 CBS掺杂对BTNZ-BIT微观结构和性能和影响 |
6.3.1 样品制备 |
6.3.2 CBS掺杂对BTNZ-BIT显微结构的影响 |
6.3.3 CBS掺杂对BTNZ-BIT介电性能的影响 |
6.3.4 烧结温度对BTNZ-BIT介电性能的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结 |
7.1 论文主要结果 |
7.2 论文创新点 |
参考文献 |
致谢 |
作者在攻读硕士期间主要研究成果 |
(10)超高温BaTiO3复合材料铁电机理研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 功能陶瓷材料 |
1.2 片式多层陶瓷电容器 |
1.2.1 片式多层陶瓷电容器简介 |
1.2.2 MLCC 的发展趋势 |
1.2.3 高介电常数MLCC 分类 |
1.3 课题研究内容和目的 |
1.3.1 国内外发展概况 |
1.3.2 选题内容 |
第二章 BaTiO_3的微观结构与改性机理 |
2.1 BaTiO_3 微观结构 |
2.1.1 BaTiO_3 的晶体结构 |
2.1.2 钛酸钡晶体的铁电畴 |
2.2 BaTiO_3 陶瓷的介电性能 |
2.3 钛酸钡的核-壳结构 |
2.4 钛酸钡陶瓷的改性机理 |
2.4.1 细晶理论 |
2.4.2 移动效应 |
2.4.3 相变扩散效应 |
2.4.4 展宽效应 |
2.4.5 掺杂离子改性效应 |
2.5 软模理论 |
第三章 介质陶瓷材料的试验工艺及测试 |
3.1 介质陶瓷试验工艺过程 |
3.2 测试与分析 |
3.2.1 测试仪器 |
3.2.2 样品的参数测定 |
3.2.3 介质陶瓷的微观分析 |
第四章 X7R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理研究 |
4.1 Co_2O_3 及Nb_2O_5 掺杂改性机理 |
4.1.1 Co_2O_3 掺杂改性机理 |
4.1.2 Nb_2O_5 掺杂改性机理 |
4.1.3 不同Nb/Co 比掺杂改性机理 |
4.2 MgO 掺杂改性机理 |
4.3 稀土元素Ce 掺杂改性机理 |
4.4 稀土元素Sm 掺杂改性机理 |
4.5 MnCO_3 对X7R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
4.6 小结 |
第五章 X8R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理研究 |
5.1 Pb(Ti,Sn)O_3 掺杂改性机理 |
5.1.1 Pb(Ti,Sn)O_3 固溶体 |
5.1.2 Pb(Ti,Sn)O_3 对温度稳定型X8R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
5.1.3 Pb(Ti,Sn)O_3 对高介X8R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
5.2 中温烧结X8R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
5.2.1 Bi_2O_3 掺杂改性机理 |
5.2.2 10#玻璃掺杂改性机理 |
5.2.3 Nb、Co 热处理掺杂改性机理 |
5.2.4 MnCO_3 对X8R 钛酸钡陶瓷掺杂改性机理 |
5.2.5 BaTiO_3 预烧温度对钛酸钡陶瓷介电性能的影响 |
5.3 小结 |
第六章 纳米BaTiO_3对X8R 陶瓷掺杂改性机理研究 |
6.1 纳米材料的性质 |
6.2 纳米钛酸钡粉料的制备 |
6.3 纳米BaTiO_3 对X8R 陶瓷掺杂改性机理 |
第七章 合成BaTiO_3对X9R 陶瓷掺杂改性机理研究 |
第八章 结论 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
四、高介X7R电容器介质瓷料的研究(论文参考文献)
- [1]用于脉冲电容的钛酸锶基陶瓷的介电性能研究[D]. 李俊. 西南科技大学, 2021(08)
- [2]BaTiO3-BiMeO3基储能陶瓷的制备与性能研究[D]. 司峰. 电子科技大学, 2020(01)
- [3]NBT-KBT基高温陶瓷电容器瓷料的构建及性能研究[D]. 徐玉茹. 北京工业大学, 2020(06)
- [4]多层陶瓷电容器瓷料掺杂工艺研究[D]. 覃荷. 电子科技大学, 2020(01)
- [5]铝酸钡基多层电容器陶瓷的抗还原特性与介温稳定性调控机制研究[D]. 李洁. 华中科技大学, 2019(08)
- [6]低温烧结热稳定BaTiO3基陶瓷介质材料研究[D]. 张宝林. 天津大学, 2013(12)
- [7]中温烧结BaTiO3基热稳定陶瓷铁电机理与中试生产研究[D]. 高顺起. 天津大学, 2012(05)
- [8]高温稳定型MLCC用介质陶瓷材料的制备、结构与性能研究[D]. 姚国峰. 清华大学, 2012(07)
- [9]钛酸钡基陶瓷的低温制备与掺杂改性研究[D]. 王丽娜. 桂林电子科技大学, 2011(04)
- [10]超高温BaTiO3复合材料铁电机理研究[D]. 王爽. 天津大学, 2010(11)