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X7R系列电容器陶瓷材料
X7R指EIA标准:在-55℃~+125℃的温度范围内,相对25℃介电常数的变化率≤±15%。
X7R型多层陶瓷电容器(MLCC)属于EIA规定的Class II类材料的电容。它具有较高的电容量稳定性,层叠独石结构,具有高可靠性。优良的焊接性和和耐焊性,适用于回流炉和波峰焊。由于具有高介电性能与平缓的温度特性,在电子信息技术领域广泛应用于隔直、耦合、旁路、鉴频等电路中。
BaTiO3的高介性能使得它被大量应用于介电材料中,绝大多数商业用MLCC也都是通过掺杂改性钛酸钡得到[1]。在BaTiO3基陶瓷中,BaTiO3-Nb2O5-Co2O3、BaTiO3-Nb2O5-ZnO、BaTiO3-Ta2O5-ZnO等系统受到了广泛的关注。BaTiO3-Nb2O5-Co2O3系统具有很高的介电常数。Hennings 等人[2]的研究工作表明该系统的温度稳定性源于细晶效应和化学非均匀性掺杂。与Co2O3相比,ZnO由于熔点较低,在陶瓷烧结过程中可以作为有效的助烧剂,聚集在晶界处,促进烧结,对于中低温烧结钛酸钡陶瓷有重要的辅助作用。ZnO还可以降低成瓷介电损耗值,增加陶瓷烧结体的致密度,对于高质量电容器的获得提供了有效的途径[3]。钛酸钡的烧成温度较高,一般在1300℃~1350℃,在MLCC的生产中,通过降低BaTiO3的烧结温度来使用相对便宜的Ag/Pd内电极显得非常重要[4]。国外这方面的研究起步较早,可在1140℃烧成、介电常数达3800的瓷料体系早已工业化生产并有产品销售[5]。但是,该瓷料中使用了有害重金属元素Cd。国外具有更低烧结温度的低烧高介X7R瓷料体系也正在进一步完善中。Maher等人[6] 用固相法合成硼硅酸锂钡(BLBS)作为助烧剂,极大地降低了钛酸钡陶瓷的烧结温度,可以使用含量高达85%的Ag作内电极。在适当温度烧成的环保型高介BaTiO3系高介X7R瓷料具有重要的实际意义和广阔的应用前景。
[1] H. Kishi, Y. Mizuno, and H. Chazono: Jpn. J. Appl. Phys. 42 (2003) 1.
[2] D. Hennings, and G. Rosenstein: J. Am. Ceram. Soc. 67 (1984) 249.
[3] A.C. Caballero, J.F. Fernandez, C. Moure, and P. Duran: J. Eur. Ceram. Soc. 17 (1997) 513.
[4] S.-F. Wang, T.C.K. Yang, Y.-R. Wang, and Y. Kuromitsu: Ceram. Int. 27 (2001) 157.
[5] G.H. Maher, S. Maher, and J.M. Wilson: United States Patent 6723673 (2004).
[6] G.H. Maher, and S. Maher: United States Patent 6727200 (2004).

Last Updated: 09.10.18