多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结+

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1、第卷第期无机材料学报,年月,多层片式电感器用铁氧体的低温烧结’何新华熊茂仁凌志远丘其春华南理工大学材料学院电子材料科学与工程系广州摘要本文利、用作为烧结促进剂实现了铁氧体在以下烧结利用、等分析手段研究的低温烧结机理,并确定最佳烧结温度范围在之间一分析结果表明加入后生成另相化合物烧结后期少量的固溶有助于稳定高温,争相的立方结构避免了冷却过程中的晶型转变另相的存在能有效地阻止晶粒长大,从而达到改性的目的多,铁氧体,系,关分类键号词层片式电感器低温烧结引言表面组装技术·的推广和普及极大地推动了片式元件的发展年代片式电容,,,和片式电阻得到迅猛发展并日趋成熟作为三大无源片式元件之一的片式电感器由于

2、、,技术含量高生产难度大而成为元件片式化的难点阻碍了元件片式化的进程由于传统,以及小,、、的绕线型片式电感器缺乏磁屏蔽型化受到一定的限制导致可靠性高体积小磁屏蔽性能好的多,层片式电感器的间世及迅速发展使得多层片式电感器成为年代国际上片式元件发展的重点之一多层片式电感器的工艺技术关键是实现软磁铁氧体,这和纯内导体材料的共烧结就要求其中的软磁铁氧体,必须具有低温烧结和高性能兼备迄今为止研究较多的低烧软磁铁氧体是铁氧体,并已成为目前制备所广泛采用的磁介质材料利用可使铁氧体的烧结温度降·至左右但多层片式电感器一般要、,,求采用导电性能好且价格相对较低的纯作为内导体由于纯的熔点为因,以防此要求铁氧体

3、的烧结温度应低于止扩散造成内导体电阻率的增加以及的偏析引起的磁性能恶化降低铁氧体烧结温度的方法主要有三种引入低熔点物质或能与基料中某些成份形·成低共熔物的添加剂,以便在较低温度下形成液相或过渡液相烧结,降低烧结温度引入某些异价离子,或配合适当气氛使之在烧结过程中形成高浓度的离子缺陷以促进烧结超细颗粒法一利用超细粒子具有的高表面活化能作为烧结推动力实现低温烧结一,一一一收到初稿收到修改稿一一国家计划新材料领域资助项目无机材料学报卷【一,利用化学法制备超细铁氧体粉很不成熟目前仍处于研究阶段引入异价,’,,离子只能很有限地降低烧结温度采用特殊气氛烧结生产设备要求严格费用昂贵采用加入低熔点玻璃的方

4、法,虽可大幅度降低铁氧体的烧结温度,但增添了熔制玻璃工,可序故本文选用低熔点氧化物法是一种良好的烧结促进剂以比铅玻璃更有效、,地降低铁氧体的烧结温度川熔体粘度低润湿性好有助于促进杂质离子从主晶相到晶界区的迁移本文,结合、、主要研究对铁氧体的烧结和电磁性能的影响,,一分析对的低温烧结机理进行探讨并利用衍射分析确定瓷体中的另相实验方法样品制备、、、、,以分析纯或化学纯为原料按缺铁铁氧体配·。宁。。。。。忍。。。。。。、方式制备铁氧体比和含量的选择是基于低烧结温度,和高值兼备原料混合后于预烧然后分别加入,,,,,、、,作为烧结促进剂粉碎混合后造粒成型于烧结成磁环烧结完毕后随炉自然冷却样品测试利,

5、‘用和同轴腔测试夹测量各标准环的磁谱利用绕线法在阻抗增益频谱测量仪上测量样品的户‘一曲线样品体积密度的测量采用阿基米德比重法利用·一衍射仪对烧结样品进行射线分析利用扫描电子显微镜观察样、、品断口形貌利用热分析仪测定样品的曲线结果和讨论对烧结性能的影响。图示出不同含量下铁氧体的体积密度与烧结温度之间的关系,,,曲线可见体积密度随烧结温度的提高而增加且随含量的增加而增加当烧结温·“,,度为左右时体积密度达到最大值烧结温度过高时体积密度有所下降烧结温度随含量的增,加迅速下降当含量增加到左右时烧结温度降至继续增加含量,烧结温度不再下降,二“,在烧结过程中低熔点的在晶界和晶粒交叉点形成液相加速传质进

6、程,促进瓷体的致密化,使样品在较低的温度下达,并且体积密度随到较高的体积密度分子量较大的含量的增加而提高的低温烧结属,测量于典型的液相烧结为了进一步认识的低温烧结机理了不同烧结温度下加入的样△,品的直径收缩率刃功图当温度时,样,基本上没有收缩现象发生当温度后品开始收缩在附近快速收缩因此认为在该温度下形成了液相、、图示出预烧成型后圆环在烧结过程中的和曲线从图上可以看期何新华等多层片式电感器用铁氧体的低温烧结,,出左右水分的蒸发造成少量的失重之间曲线出现了一,,个较大的放热峰主要是粘合剂的排除同时伴随大量失重介由于瓷料粉粒较,,,细在就开始出现收缩样品均匀放热曲线基本保持不变这一过程相应于,以

7、及继续合成主细粉粒表面自由能的降低晶相所产生的能量的释放当温度达到净勺嘴润合的。的。东趁。暮盆从一℃遥习℃图不同含量下铁氧体的。体积密度与烧结温度之间的关系一图铁氧体的△叻叻孔曲线△功价劣一的户曰哟尸一门川一几毛咨卜碱口、日三二趁口一,一尸曰价一︸一刁一【’‘一、、‘遥〔’图、、曲线,,,曲线接近最大值,此时开始减小,“左右曲线出左右时现一,说明单位时个凹谷间放出热量减少这是由于与铁氧体的其它组份形成的,相应少量低共熔物