ZnO掺杂高介超宽温稳定型钛酸钡基介质材料

------ 天津大学 2012 级硕士

报告人：陈俊晓 导　师：李玲霞 教授 专　业：微电子学与固体电子学

研究背景

片式多层陶瓷电容器的广泛应用

宽温化

小型化

高介化

研究背景

铅基复合钙钛矿体系

钨青铜矿结构体系

钛酸钡基介质材料 钛酸钡 - 钛酸铋钠基介质材料

介电常数 >1500

介电损耗 <2.0%

电容量变化率 <±15%

工作温度范围 -55~300℃

绝缘电阻率 >1012Ω•cm

烧结温度 <1150℃

超宽温稳定型介质材料

BT-NBT-Nb

+Mg2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Mn2+

+Re

工艺优化

BT-NBT-Nb-MO(M=Mg, Zn, Co, Ni, Mn) 介质材料研究

二价金属氧化物掺杂 BT-NBT-Nb[0.85BT-0.15NBT]-2wt%Nb2O5- 1.5 wt% MOM=Mg, Zn, Co, Ni, Mn

改性剂 介电常数 介电损耗(%)

样片直径(mm)

绝缘电阻率(Ω•cm)

MgO 1895 3.09 16.758 1.90×1012

ZnO 2409 2.65 16.538 1.14×1012

CoO 1204 1.10 17.492 1.91×109

NiO 1400 1.22 17.303 1.73×109

MnCO3 916 11.68 16.749 4.24×109

不同二价金属氧化物掺杂样品的介电性能

不同二价金属氧化物掺杂样品的介温曲线

组别 ε tanδ(%)ΔC/C(%)

-55℃ -20℃ 150℃ 175℃ 225℃ 275℃

组一 1656 1.128 -15.2 -6.0 -6.8 -23.5 -42.6 -51.9

组二 1503 1.156 -15.3 -6.3 -5.0 -22.4 -41.6 -51.3

组三 1574 0.901 -12.9 -3.4 -14.0 -29.3 -45.7 -54.5

组四 1851 0.661 -5.1 6.0 -24.2 -22.7 -6.4 1.2

表五：不同摩尔含量 ZnO介电性能

BT-NBT-Nb-MO(M=Mg, Zn, Co, Ni, Mn) 介质材料研究

1160℃烧结 ,1不同 ZnO添加介温曲线， 2电容量变化率与温度的关系

BT-NBT-Nb-MO(M=Mg, Zn, Co, Ni, Mn) 介质材料研究

结论： ZnO 添加对高介的获得提供可能。为进一步进行稀土元素掺杂改性做好准备。

总结及下一步计划

2研究了二价金属氧化物掺杂对 BT-NBT-Nb介质材料微观结构及介电性能的影响，分析了不同二价金属氧化物掺杂样品介电性能产生差异的原因，改善了体系高温区的温度特性。

1在 BT-NBT-Nb-Zn体系中分别加入不同含量的多种稀土氧化物，包括La2O3， CeO2， Pr6O11， Er2O3等。研究了稀土掺杂对体系的介电性能的影响。

1 主要介绍了课题研究的背景，意义，体系的选取等

下一步计划

感谢各位老师莅临指导 !