锆钛酸钡基介质陶瓷的表面淀积包覆法制备与掺杂改性

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1、摘要摘要锆钛酸钡具有高的介电常数，主要用于制备Y5v型和z5U型MLCCs，当今MLCcs正朝着尺寸小型化、大比容化、高可靠性的方向发展。基于MLCcs的以上发展方向考虑，本论文采用可溶性无机盐非均匀形核淀积法对纳米晶Ba(Zr010，Tio．90)03粉体进行掺杂j对细晶Ba(Zro．10，Tio．90)03基高介电瓷料进行了改性研究。利用非均匀形核法在水热Ba(Zro．10，0Ti0．90)03粉体表面单独包覆了镁、锌、钴、锰、铌、镧的氢氧化物，通过制陶实验，研究了金属离子掺杂量对Ba(Zro．10，Tio．90)03陶瓷介电性能的影响。在Ba(

2、Zr0．10,Ti0．90)03中掺镁、锌、钴和锰时均能起到压峰和移峰作用，在Ba(Zro．10，Tio90)03中掺杂适量的铌或镧时，可以使Ba(Zr0．10,Tio．90)03陶瓷的介电常数最大值有轻微的增大，但再增大掺杂量时，可以起到较为明显的压峰作用。Mg的移峰效应约为．20"C／tool％、Zn的移峰效应约为一8℃／mol％、Mn的移峰效应约为．6℃／tool％、Co的移峰效应约为．13℃／mol％，铌和镧的移峰效果均约为．40℃／mol％。当Nb的掺杂量为1．20％、1．50％，或La的掺杂量为1．00％时，经1260。C烧结120min

3、后，陶瓷的晶粒尺寸在0．2～39m之间，室温电阻率在10120·cm，最大的室温介电常数在13000左右，容温系数符合Y5V和Z5U的介质瓷料，此介质瓷料可以用于制备Y5V或Z5U型电容器。利用非均匀形核淀积法实现了Co—Mn—La、Co—Mn—La—Nb、Co—Mn—La—Y、Nb-Mg-Mn和Nb—Mg—Mn—Y等组分对Ba(Zro．10，Tio．90)03陶瓷的复合掺杂，研究了掺杂量和烧结工艺对Ba(Zro．10，0Tio．90)03陶瓷介电性能的影响。研究发现不论是单一掺杂和复合掺杂的aa(Zro．Io，Ti0．90)03陶瓷，在烧结温度范围

4、内，升高烧结温度和延长保温时问均有提高介电常数和降低介质损耗的趋势，延长保温时间比升高烧结温度的作用更为明显。复合掺杂时，在各金属离子合适的掺杂量和烧结方法下，各元素的协同作用可得到居里温度在室温左右、晶粒尺寸在2～1吮m之间，电阻率在10“O·cm左右，介质损耗在3．00％左右，室温介电常数在10000到15000之间，容温特性符合Y5V和Z5U性能标准的介质瓷料，此介质瓷料可以用于制备Y5v或Z5U型电容器。关键词锆钛酸钡；粉体；陶瓷；非均匀形核；表面包覆；Y5V：Z5UMLCCsAbstraclAbstractBariumzirconiumti

5、tanatehashighdielectricconstant，andmainlymanufacturedY5VandZ5Uspecificationsmultilayerceramiccapacitors(MLCCs)．Recently，theprincipaldevelopmenttrendsoftheMLCCsareminiaturization，improvementofvolumetricefficiencyandhighreliability．BasedonthedevelopmenttrendsofMLCCs，aheterogeneou

6、snucleationprecipitationmethodwasemployedtomodifyBa(Zro．10，Tio．90)03powderswithsolubleinorganicsalts．ThestudiesonhighdielectricconstantBa(Zr0．10，Ti0．90)03一basedceramicswerecarriedoutinthisthesis．SingleimpuritiesMg，Zn，Mn，Co，LaorNbhydroxidiscoatedonthesurfaceofhydrothermalBa(Zr0．

7、10，Tio．90)03powders，usingtheheterogeneousnucleationprecipitationtechnique，westudytherelationsbetweenimpuritylevelanddielectricproperties，allimpuritiescanshiftthecurietemperaturetolowtemperatureandrestrainthecuriepeakofBa(Zro．10，Tio．90)03ceramics，theeuirepeakcanincreaseslightlyw

8、hendopedcorrectLaorNbinBa(Zro．10，Ti0．90)03ceramics，but