電介質(zhì)材料ppt課件(參考版)
2025-01-20 06:57本頁面
【正文】 例如： ? ? ?????????????? ????? 4223341321332342 x T ix B aOFeTiLaBax F ex L aOTiBa xxxx4）工業(yè)純原料原子價(jià)控法的不足 半導(dǎo)體型介電陶瓷 。 AST玻璃可采用 SolGel法制備或以溶液形式加入 。SiO2 半導(dǎo)體型介電陶瓷 3） AST法 當(dāng)材料中含有 Fe、 K等受主雜質(zhì)時(shí) ， 不利于晶粒半導(dǎo)化 。（ 102～ 106Ω?cm） 取決于氣氛與溫度 2）強(qiáng)制還原法 半導(dǎo)體型介電陶瓷 ? 強(qiáng)制還原法往往用于生產(chǎn)晶界層電容器 ， 可使晶粒電阻率很低 ， 從而制得介電系數(shù)很高 （ ε＞ 20220） 的晶界層電容器 。 可表示為： 而 : , 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：施主摻雜量不能太大，否則不能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)化， 半導(dǎo)體型介電陶瓷 （ 2） 若摻雜量過多 ， 三價(jià)離子取代 A位的同時(shí)還取代 B位 ， 當(dāng)取代 A位時(shí)形成施主 ， 提供導(dǎo)帶電子 e， 而取代 B位時(shí)形成受主 ， 提供空穴 h， 空穴與電子復(fù)合 ， 使 ρV↑，摻量越多 ， 則取代 B位幾率愈大 ， 故 ρV愈高 。 1）原子價(jià)控制法（施主摻雜法） 半導(dǎo)體型介電陶瓷 ? ? ???????????? ??? 22334132132342 x B aOTiTiLaBax L aOTiBa xxxx? ? ??????????? ??? 423354 21252342 x T iOTiNbTiBax N bOTiBa xxx Ti3+=Ti4+ 純 BaTiO3陶瓷的禁帶寬度 ~， 因而室溫電阻率很高 (1010Ω?cm)， 然而在特殊情況下 ， BaTiO3瓷可形成 n型半導(dǎo)體 ， 使 BaTiO3成為半導(dǎo)體陶瓷的方法及過程 ，稱為 BaTiO3瓷的半導(dǎo)化 。 然而近 10多年矛盾發(fā)生了轉(zhuǎn)化 ， 人們從另一個(gè)角度考慮 ， 正是利用陶瓷的半導(dǎo)化制造具有新穎特性的電子器件 ， 并廣泛開發(fā)應(yīng)用 ， 使之成為電了陶瓷領(lǐng)域中一個(gè)新生的活躍分支 。 低頻高介型介電陶瓷 對于絕緣材料和襯底材料乃爭電容器介質(zhì)材料而言 ． 無不要求其體積電阻率盡可能高 ， 漏電流盡可能小 ， 介質(zhì)損耗盡可能低 ， 如果電子陶瓷發(fā)生半導(dǎo)化過程 ， 則上述諸特性會(huì)發(fā)生逆向轉(zhuǎn)變 。 低頻高介型介電陶瓷 當(dāng) EEc時(shí) ， 出現(xiàn)雙電滯回線 ， 表明由穩(wěn)態(tài)的反鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)的鐵電相 ， 這是一個(gè)儲(chǔ)存電能的過程 ，當(dāng) E↓或取消時(shí) ， 暫穩(wěn)態(tài)鐵電相轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)的反鐵電相 ， 這是一個(gè)釋放能量的過程 ， 因此在相變的同時(shí) ， 還伴有電荷的變化 ， 可作為高壓大功率儲(chǔ)能電容器 。 PEPEST的電滯回線 Tc=250℃ ，常溫：順電體 Tc=120℃ ，常溫：鐵電體 BT的電滯回線 PLZT的電滯回線 反鐵電體 P E 低頻高介型介電陶瓷 反鐵電陶瓷的結(jié)構(gòu)與鐵電體相近 ， 幾乎具有鐵電體的所有特征 ， 如在 Tc時(shí)晶體發(fā)生相變 ， 熱容發(fā)生突變 ，晶體的對稱性降低 。 低頻高介型介電陶瓷 被稱為 “ 強(qiáng)介 ” 的瓷介質(zhì) ， 介電常數(shù)可高達(dá) 40008000， 在濾波 ，旁路 ， 穩(wěn)壓 ， 整流及交流斷路器中廣泛使用 。 SrTiO3作為中高壓電容器介質(zhì)優(yōu)于 BaTiO3 。但介電常數(shù)僅為 250左右。 ???????????700T i O1500C a T i O233???aaa量大，較穩(wěn)定，易控制量少，線性，不易控制調(diào)節(jié)劑瓷的C a S n O2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 (2) 錫酸鈣瓷的成分及工藝要求： 錫酸鈣瓷的工藝過程與 CaTiO3瓷相同 ?CaSnO3燒塊的典型配方 ?燒結(jié)工藝要求 2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 1) CaSnO3燒塊的典型配方 CaCO3： SnO2=： 1， 防止 SnO2游離 （ SnO2電子電導(dǎo)大 ） C1330C1400%1 :S i O%6 :B a C O,SnTi,%4 :T i OCOC a S n OS n OC a C O%:%:2344223C13302323???????????????? ?????????降低到燒結(jié)溫度由助熔使擴(kuò)散激活能降低取代礦化劑主晶相wtSnOwtC a C O2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 2) 燒結(jié)工藝要求： 形狀（最大的缺點(diǎn)））限制了坯體的大小和（有很強(qiáng)的結(jié)晶能力）（）快冷：防止二次粒長（燒結(jié)溫度達(dá)2C a S n O1C15003?2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 ?分類及特點(diǎn)： ? BaTiO3：鐵電體，介電常數(shù)大，但介電損耗較大，介電常數(shù)隨電壓變化大。 (1) CaSnO3的結(jié)構(gòu)及介電性能 (2) 錫酸鈣瓷的成分及工藝要求 2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 (1) CaSnO3的結(jié)構(gòu)及介電性能 CaSnO3屬于鈣鈦礦結(jié)構(gòu) ， Sn4+處于 O2八面體中 ，但由于 Sn4+半徑比 Ti4+大 ， 因而不易產(chǎn)生 Sn4+位移極化 ， 也就不存在強(qiáng)大的有效內(nèi)電場 ， 這樣其 ε遠(yuǎn)比 CaTiO3小 （ ε=14） ， 同時(shí) ， 其 ε將按離子位移極化的機(jī)理隨 T↑而增大 （ αε0） ?? ??Tir2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 CaTiO3與 CaSnO3性能比較 CaTiO3 CaSnO3 ε 150 14 αε（ 20~80℃ ） 106/℃ 1300 +110 tgδ/104（ 20℃ ） 2~3 3 工作溫度（ ℃ ） ≤150 ≤150 2 高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷 ? CaSnO3瓷在高溫時(shí)的性能較好 ， 但 ε太低 ， 另在直流電場與還原氣氛下較穩(wěn)定 。 ? 需在氧化氣氛中燒結(jié) ， 避免 TiO2還原 。 323 )( C a T iOT iOC a C OC a O ??即 MgTiO3CaTiO3固溶體陶瓷 。 1） 鈦酸鎂瓷： TiO2MgO系相圖可知 (p225)， 存在三種化合物列表如下： 正鈦酸鎂 二鈦酸鎂 偏鈦酸鎂 化學(xué)式 2MgO?TiO2 MgO?2TiO2 MgO?TiO2 結(jié)構(gòu)類型 尖晶石 鈦鐵礦 ε（ 20℃ ， 1MHz） 14 17 14 αε（ 20~80℃ ） 106/℃ +60 +204 +70 tgδ/104（ 20℃ ） 3 8 3 燒結(jié)溫度（ ℃ ） 1450 1380 1450 優(yōu)點(diǎn) 穩(wěn)定 穩(wěn)定 介電性能好
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1