功能陶瓷材料及其应用研究进展[1].pdf

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1、功能陶瓷材料及其应用研究进展李龙土清华大学材料系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京、压。摘要介绍铁电电等功能陶瓷及其片式元件应用研究的若干新进展基于过渡液相烧结机制的高性能压电、。、陶瓷材料具有低烧结温度高压电常数和低介质损耗等诸多优汽低烧多层压电变压器盯以其低驱动电压小体、、。积高升压比薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用多层压电变压器及其背光电源具有高功率密、、。,度高转换效率薄型化和低成本等特点基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学制备了亚微米纳米。。晶钦酸钡基陶瓷及其薄层化戏金属内电极研制了低烧铁氧体材抖及其片式电感器介绍了压电陶瓷超声微马。

2、达的结构与特性关键词铁电陶瓷压电陶瓷铁氧体多层陶瓷电容器多层压电变压器而互肠卿,峨,蜘,眼,记一,一一而肠叮,对,,一,砂,一叮杭石币而币、、、、、、。,,功能陶瓷是具有电磁声光热力化学或生物功能等的介质材料功能陶瓷材料种类繁多用途广泛主、、、、、。、、要包括铁电压电介电热释电半导体电光和磁性等功能各异的新型陶瓷材料它是电子信息集成电路移动、。通信能源技术和国防军工等现代高新技术领域的重要基础材料功能陶瓷及其新型电子元器件对信息产业的发。展和综合国力的增强具有重要的战略意义,、、、电子信息技术的集成化和微型化的发展趋势推动电子技术产品日益向微型轻量薄型多功能和高可靠的。、、、

3、。方向发展功能陶瓷元器件多层化片式化集成化模块化和多功能化以及高性能低成本是其发展的总趋势本。文着重介绍部分功能陶瓷及其片式元器件应用研究的新进展作者简介李龙土一,男,本科,教授中国工程院院士主要从事功能陶瓷的研究铁电陶瓷及其高性能片式元器件多层片式陶瓷电容器是一种量大面广的重要电子元器件,广泛用于电子信息产品的各种表面贴装电。、、、。、路中大容量薄层化低成本高可靠等是发展的主要方向是陶瓷介质材料相关辅助材料以及精。。细制备工艺相结合的高技术产品陶瓷介质材料是影响诸多性能的关键因素钦酸钡铁电陶瓷是的。,。主流材料它在居里点附近虽然有较高的介电常数但其温度变化率也较大温度稳定型

4、是一种有广。。泛而重要用途的片式元件如何保证高介电常数与低容温变化率兼优是一个技术难题研究结果表明通过添加,“一”,物复合掺杂控制烧结过程以形成化学成分不均匀的芯铁电相壳顺电相结构所制备的钦酸钡基,,·,,’材料的室温介电常数可达左右室温介电损耗小于电阻率为击穿场强高于,容温变化率小于或等于士川。它为制备军用高可靠大容量提供了关键新材料。。发展新一代超薄型大容量贱金属内电极对陶瓷材料和制备工艺提出了许多科学与技术方面的问题的层厚由原来的几十微米降到几微米,一林。这对陶瓷介质材料的晶粒甚至尺寸及微观结构的控制提出,。,,更高要求即需要制备亚微米纳米晶钦酸钡陶瓷采用贱金属内电极制

5、备。,必须研制抗还原烧结钦酸钡陶瓷介质材料由于的平衡氧分压很低电极在氧化气氛中烧结极易氧化。而失去电极作用解决钦酸钡陶瓷在低氧分压气氛烧结而不被还原的缺陷化学原理为的实用化和产。,业化提供了理论与技术指导近年来的产业化规模及其在片式多层陶瓷电容器的市场占有率不断增,。、大应用于高端产品的材料和技术仍是当前的研究热点和难点采用高品质铁酸钡粉体和受主施主,,。以及稀土掺杂通过独特的烧结工艺制备了高性能亚微米晶钦酸钡抗还原瓷料陶瓷晶粒,,,,·,,一士室温介电常数击穿场强绝缘电阻率为容温变化率小于或等于。、‘,室温介电损耗小于所研制的亚微米晶贱金属具有细晶高介电常数和高的耐压特性,

6、为新一代薄层化提供。了关键材料与技术压电陶瓷及其新型压电元器件基,通过精选材料组成体系和添加物改性,于过渡液相烧结机制研制了一系列高性能与低温烧结兼优的压电。一一一一四元系压电陶瓷通过添加适量,,陶瓷材料其中锐镁锭镍错钦酸铅和烧结温度一℃,材料仍有很好的压电性能。℃,压电常数,机电祸合系降至例如当烧结温度为碗为,,一。‘”数凡为室温介电常数孔为介电损耗司为该低温烧结压电瓷料用于制备压电。一一一一厚膜微泵适当改性的钥镁妮锌错钦酸铅压电陶瓷为低烧片式多层压电变压器盯提供。,,。,占一,了关键材料该材料烧结温度在℃左右凡为山为如小于或等于孤为。、、、、、、所制备的具有低驱动电压高升

7、压比薄型片式化无燃烧短路隐患能量转换效率高适合表面安装。。无电磁干扰等诸多优点盯及其液晶显示器背光电源的应用研究与产业化已取得新的进展伴随着数字化信息技术,、、、。的发展低功耗小型化数字化多功能的显示技术日益受到重视液晶显示器是片式压电变压。器的重要应用领域之一通过有限元分析和多普勒激光扫描测振仪对叮半波与全波谐振的振动模态与机电谐振特性进行的分析表明,件谐振状,最大的位移发态下沿长度方向的质点位移随输人电压的增大呈现规律变化〔‘’。,,。生在端部对半波谐振而言节点位置并非在盯的正中间为其最佳节点位置这