BST基中高压电容器陶瓷

摘要

现代移动通信、数字家电、激光等设备的快速发展，对其核心配套器件—中高压片式多层陶瓷电容器耐压性、制造成本等方面提出了更高要求。因此，目前中高压片式多层陶瓷电容器相应材料的开发主要集中在高压化、抗还原及低温烧结等方面。 (Ba，Sr)TiO3陶瓷(简称BST)具有可调的介电性能，是介电材料的研究热点之一。目前对BST陶瓷耐压特性研究主要集中在湿化学制备以及铅改性等方面。本文基于中高压片式多层陶瓷电容器的低成本、无铅化的发展要求，以及中高压片式多层陶瓷电容器材料的研究现状和存在问题，采用固相反应法，通过Nb、Mg复合掺杂BST陶瓷，提高BST陶瓷的击穿场强，在此基础上，通过降低陶瓷中钛的含量改善BST陶瓷的绝缘电阻率，并复合添加LiF和Al2O3降低陶瓷烧结温度，制备出适合与低Pd含量Ag-Pd电极共烧的无铅中高压电容器陶瓷。其主要研究内容及成果： (一)铌、镁复合掺杂对BST陶瓷介电性能的影响。铌、镁复合掺杂可宽化BST陶瓷的介电常数峰，提高BST陶瓷的击穿场强。掺杂量为0.04的Ba0.9Sr0.1(Nb2/3Mg1/3)0.04Ti0.96O3陶瓷具有最佳的综合介电性能，在1320℃烧结时，获得了εr=1053、Eb=13kv/mm、tgσ=0.01、ρ＞1010Ω·cm的综合介电性能。 (二)Ti非化学计量对BST陶瓷介电性能影响。为了提高Ba0.9Sr0.1(Nb2/3Mg1/3)0.04Ti096O3陶瓷的电阻率，研究了降低钛含量对其介电性能的影响。研究表明：Ti含量的降低提高了Ba0.9Sr0.1(Nb2/3Mg1/3)0.04Ti0.96O3陶瓷的绝缘电阻率，但同时生成第2相Ba1.91Sr0.09TiO4，导致击穿场强下降。 (三)BST基中高压电容器陶瓷的低温烧结。LiF和Al2O3复合助剂与BST基质形成低熔点氧化物，促使BST陶瓷烧结温度从1370℃降至1150℃。同时Al2O3能与过量的(Ba,Sr)O反应生成BaAl2O4抑制Ba1.91Sr0.09TiO4的形成，提高击穿场强。Ba0.9Sr0.1(Nb2/3Mg1/3)0.04Ti0.96(1-0.25)O3陶瓷中添加1.5wt％LiF+5wt％Al2O3，在1150℃烧结时，获得了εr=1055、Eb=15.6kv/mm、tgσ=0.0025、ρ=2.8×1011Ω·cm的中高压电容器陶瓷。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章实验

第三章BST中高压电容器陶瓷介电性能研究

第四章Ti4+浓度对BST陶瓷介电性能的影响

第五章BST中高压电容器陶瓷的低温烧结

第六章结论

参考文献

硕士期间收录论文

致谢