改性(Sr,Ca)TiO3基储能陶瓷介电及MLCC性能研究

工业级脉冲储能多层瓷介电容器(MLCC)是现阶段国内研制和生产电子启动装置的重要元器件, 针对国内主要有机薄膜电容器尺寸大、寿命短、可靠性较低的不足, 本研究采用传统固相反应法, 制备了SrTiO₃和CaTiO₃基的脉冲储能介质陶瓷材料, 研究了微量助烧剂掺杂, 以及Sr²⁺/Ca²⁺相互掺杂对陶瓷材料的介电性能的影响, 并进一步制备和研究了以(Sr,Ca)TiO₃为基体MLCC性能。实验结果表明: 通过加入质量分数1.0%的助烧剂, 引入微量Bi³⁺ 可取代Sr²⁺, 提高了SrTiO₃材料的介电常数, 而Bi³⁺对CaTiO₃基材料的介电性能无明显影响; Mn元素有效抑制高温烧结中Ti⁴⁺的还原, 降低介电损耗; 加入助烧剂有效降低瓷粉的烧结温度, 提高材料的致密性。(Sr_xCa_1-x)TiO₃体系的MLCC可保持较高的介电常数和较低的介电损耗, 当 x=0.4 时, 其介电损耗tanδ=1.8×10^-4, 击穿强度为59.38 V/μm, 高低温放电电流变化率为±7%, 放电稳定, 在常温和高温(125 ℃)下经1000次循环充放电实验均未失效, 是一种在不同电场强度下具有相对较优的容量稳定性以及较高可靠性的脉冲特性(Sr,Ca)TiO₃基电容器陶瓷介质材料。     

TiB2-BN-AlN复相陶瓷的结构与性能研究

采用不同TiB2、BN、AlN体积配比制备TiB2-BN-AlN复相陶瓷,研究了TiB2、BN、AlN含量的变化对复相陶瓷烧结致密度、组织结构和性能的影响.结果表明:随着BN含量的增加,TiB2-BN-AlN复相陶瓷的致密度和抗弯强度降低,电阻率升高.另一方面,在空气中AlN颗粒表面易水解产生AlOOH和NH3,在热压烧结过程中,AlOOH会分解成Al2O3,同时Al2O3与AlN发生反应生成AlON,使得物质在AlN 晶粒之间扩散,从而提高复相陶瓷的致密度.