电容器陶瓷.ppt
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一、分类(四大类)二、非铁电电容器陶瓷纯TiO2:在氧气中:Tm=1870℃在空气中:Tm=1830℃,Ti4+还原Ti3+,放出氧;∴化学式为:TiO1.996,呈深蓝色,还原后的TiO2具有n型半导体的性质。(2)制备工艺天然很少见,人工合成。配方很多,但基本相似,所有的配方中都含有二氧化钛,而且是以TiO2为主,烧结陶瓷中的主晶相是金红石。书p249,Tabel9.11给出了几种配方,需要时可查阅。为获得电气性能优良的金红石瓷,制备中应注意以下问题:图9.4.1金红石瓷ε、TKε与SiO2杂质含量的关系(3)性能图9.4.2金红石瓷与T和f的关系2.以钛酸盐为基的非铁电陶瓷图9.4.3MgO—TiO2系统相图助熔剂有两类:(1)在高温下变成液相的助熔剂。例如MgCl2、BaCl2、PbO、Bi2O3、H2BO3等,这类助熔剂会导致烧成范围变窄,因此很少使用;(2)能与配方中其他组分形成低共熔物的助熔剂,如ZnO、CaF2、滑石等,这类助熔剂能有效地改善烧结性能;为了防止TiO2还原,可以加入少量MnCO3。电容器陶瓷是结晶态陶瓷,主晶相含量很高。因此可通过掺杂改性提高材料的物理性能和工艺性能,形成很复杂的化学组成。例如,为了调整MgO—TiO2系统的ε及它的TKε,可以加入CaTiO3、SrO、BaO、La2O3等。实际上,它们已属于TiO2—MgO—CaO、TiO2—MgO—SrO、TiO2—MgO—BaO、TiO—MgO—La2O3三元系统。镁镧钛三元系的组成与ε、TKε、tgδ、烧结温度范围的关系如图9.4.5、图9.4.6、图9.4.7和图9.4.8所示。图9.4.8MT—LT—T系瓷料的介电常数温度系数与组成关系3.以锡酸盐为基的陶瓷4.以铌酸盐为基的陶瓷三、铁电电容器陶瓷纯BaTiO3常温:=1600T=Tc:=10000图9.4.11是晶界层示意图,利用晶界效应,可作成大容量的陶瓷电容器。例如:将掺有少量稀土元素(如La)的半导体BaTiO3陶瓷表面涂以金属氧化物,如Bi2O3,CuO等,然后在950~1250℃氧化气氛下热处理,使金属氧化物沿晶粒边界扩散,晶界便会变成绝缘层,而晶粒内部仍为半导体,晶粒边界层厚度d相当于电容器的介质层,d很小,所以C可以很大。∴Fig.9.4.11的晶界层等效于两个电容的串联。=20000~80000,C=0.5F/45V,适合在100MHz以上电路中使用,在集成电路中很有前途!3.BaTiO3基瓷的配方随着瓷介电容器的微小型化,已经研制出了ε>30000的铁电电容器瓷料;利用Bi2(SnO3)3对BaTiO3有强烈压峰效应而研制的BaTiO3-Bi2(SnO3)3系低变化率铁电瓷料;BaTiO3基半导体电容器陶瓷等。四、反铁电电容器陶瓷最常用的是由PbZrO3或以PbZrO3为基的固溶体所组成的反铁电体。1.定义与用途2.组成和生产工艺目前,主要有两个系列的固溶体,分别是:Pb(Zr、Ti、Sn)O3为基,用Nb5+代替部分(Zr、Ti、Sn);ro:Pb(Zr、Ti、Sn)O3为基,用La3+代替部分pb2+。反铁电陶瓷生产工艺:配料合成预烧粉碎成型烧成为了使瓷件能达细晶结构,细粉粒度要求2~4m,在预烧和烧成过程中应保持PbO气氛。谢谢!