Η σκόνη κεραμικής φόρμουλας είναι η βασική πρώτη ύλη του MLCC, αντιπροσωπεύοντας το 20%~45% του κόστους του MLCC. Συγκεκριμένα, το MLCC υψηλής χωρητικότητας έχει αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με την καθαρότητα, το μέγεθος των σωματιδίων, την κοκκοποίηση και τη μορφολογία της κεραμικής σκόνης και το κόστος της κεραμικής σκόνης αντιπροσωπεύει σχετικά υψηλότερο ποσοστό. Το MLCC είναι ένα ηλεκτρονικό κεραμικό υλικό σε σκόνη που σχηματίζεται με την προσθήκη τροποποιημένων πρόσθετωνσκόνη τιτανικού βαρίου, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως διηλεκτρικό σε MLCC.
Οξείδια σπάνιων γαιώνείναι σημαντικά συστατικά ντόπινγκ των διηλεκτρικών σκονών MLCC. Αν και αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 1% των πρώτων υλών MLCC, μπορούν να παίξουν σημαντικό ρόλο στην προσαρμογή των κεραμικών ιδιοτήτων και στην αποτελεσματική βελτίωση της αξιοπιστίας του MLCC. Αποτελούν μία από τις απαραίτητες σημαντικές πρώτες ύλες στη διαδικασία ανάπτυξης κεραμικών σκονών υψηλής ποιότητας MLCC.
1. Τι είναι τα στοιχεία σπανίων γαιών; Τα στοιχεία σπανίων γαιών, επίσης γνωστά ως μέταλλα σπάνιων γαιών, είναι ένας γενικός όρος για στοιχεία λανθανιδών και ομάδες στοιχείων σπάνιων γαιών. Έχουν ειδικές ηλεκτρονικές δομές και φυσικές και χημικές ιδιότητες και οι μοναδικές ηλεκτρικές, οπτικές, μαγνητικές και θερμικές τους ιδιότητες είναι γνωστές ως ο θησαυρός των νέων υλικών.
Τα στοιχεία σπανίων γαιών χωρίζονται σε: ελαφρά στοιχεία σπανίων γαιών (με μικρότερο ατομικό αριθμό):σκάνδιο(Sc),ύττριο(Y),λανθάνιο(Λα),δημήτριο(Ce),πρασεοδύμιο(Pr),νεοδύμιο(Nd), προμέθιο (Pm),σαμάριο(Sm) καιευρώπιο(ΕΕ)· βαριά στοιχεία σπάνιων γαιών (με μεγαλύτερο ατομικό αριθμό):γαδολίνιο(Θεός),τέρβιο(Tb),δυσπρόσιο(Dy),χόλμιο(Χο),έρβιο(Εεε),θούλιο(Tm),υττερβίο(Yb),λουτέτιο(Λου).
Τα οξείδια σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται ευρέως στην κεραμική, κυρίωςοξείδιο του δημητρίου, οξείδιο του λανθανίου, οξείδιο νεοδυμίου, οξείδιο του δυσπροσίου, οξείδιο του σαμαρίου, οξείδιο του ολμίου, οξείδιο του ερβίουκ.λπ. Η προσθήκη μικρής ποσότητας ή ίχνους σπάνιων γαιών στα κεραμικά μπορεί να αλλάξει σημαντικά τη μικροδομή, τη σύνθεση φάσης, την πυκνότητα, τις μηχανικές ιδιότητες, τις φυσικές και χημικές ιδιότητες και τις ιδιότητες πυροσυσσωμάτωσης των κεραμικών υλικών.
2. Εφαρμογή σπάνιων γαιών στο MLCCΤιτανικό βάριοείναι μια από τις κύριες πρώτες ύλες για την κατασκευή MLCC. Το τιτανικό βάριο έχει εξαιρετικές πιεζοηλεκτρικές, σιδηροηλεκτρικές και διηλεκτρικές ιδιότητες. Το καθαρό τιτανικό βάριο έχει μεγάλο συντελεστή θερμοκρασίας χωρητικότητας, υψηλή θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης και μεγάλες διηλεκτρικές απώλειες και δεν είναι κατάλληλο για άμεση χρήση στην κατασκευή κεραμικών πυκνωτών.
Έρευνες έχουν δείξει ότι οι διηλεκτρικές ιδιότητες του τιτανικού βαρίου σχετίζονται στενά με την κρυσταλλική δομή του. Μέσω του ντόπινγκ, η κρυσταλλική δομή του τιτανικού βαρίου μπορεί να ρυθμιστεί, βελτιώνοντας έτσι τις διηλεκτρικές του ιδιότητες. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι το λεπτόκοκκο τιτανικό βάριο θα σχηματίσει μια δομή πυρήνα κελύφους μετά το ντόπινγκ, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση των χαρακτηριστικών θερμοκρασίας της χωρητικότητας.
Η ντόπινγκ στοιχείων σπάνιων γαιών στη δομή τιτανικού βαρίου είναι ένας από τους τρόπους βελτίωσης της συμπεριφοράς πυροσυσσωμάτωσης και της αξιοπιστίας του MLCC. Η έρευνα για το τιτανικό βάριο με ιόντα σπανίων γαιών μπορεί να εντοπιστεί στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Η προσθήκη οξειδίων σπάνιων γαιών μειώνει την κινητικότητα του οξυγόνου, το οποίο μπορεί να ενισχύσει τη σταθερότητα της διηλεκτρικής θερμοκρασίας και την ηλεκτρική αντίσταση των διηλεκτρικών κεραμικών και να βελτιώσει την απόδοση και την αξιοπιστία των προϊόντων. Τα οξείδια σπάνιων γαιών που προστίθενται συνήθως περιλαμβάνουν:οξείδιο του υττρίου(Υ2Ο3), οξείδιο του δυσπροσίου (Dy2O3), οξείδιο του ολμίου (Ho2O3), κ.λπ.
Το μέγεθος της ακτίνας των ιόντων σπανίων γαιών έχει κρίσιμο αντίκτυπο στη θέση της κορυφής Curie των κεραμικών με βάση το τιτανικό βάριο. Το ντόπινγκ στοιχείων σπάνιων γαιών με διαφορετικές ακτίνες μπορεί να αλλάξει τις παραμέτρους του πλέγματος των κρυστάλλων με δομές πυρήνα κελύφους, αλλάζοντας έτσι τις εσωτερικές τάσεις των κρυστάλλων. Το ντόπινγκ ιόντων σπανίων γαιών με μεγαλύτερες ακτίνες οδηγεί στο σχηματισμό ψευδοκυβικών φάσεων στους κρυστάλλους και υπολειμματικές τάσεις μέσα στους κρυστάλλους. Η εισαγωγή ιόντων σπανίων γαιών με μικρότερες ακτίνες δημιουργεί επίσης λιγότερη εσωτερική πίεση και καταστέλλει τη μετάβαση φάσης στη δομή του πυρήνα του κελύφους. Ακόμη και με μικρές ποσότητες προσθέτων, τα χαρακτηριστικά των οξειδίων των σπάνιων γαιών, όπως το μέγεθος ή το σχήμα των σωματιδίων, μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη συνολική απόδοση ή ποιότητα του προϊόντος. Το MLCC υψηλής απόδοσης εξελίσσεται συνεχώς προς τη σμίκρυνση, την υψηλή στοίβαξη, τη μεγάλη χωρητικότητα, την υψηλή αξιοπιστία και το χαμηλό κόστος. Τα πιο προηγμένα προϊόντα MLCC στον κόσμο έχουν εισέλθει στη νανοκλίμακα και τα οξείδια των σπάνιων γαιών, ως σημαντικά στοιχεία ντόπινγκ, θα πρέπει να έχουν μέγεθος σωματιδίων νανοκλίμακας και καλή διασπορά σκόνης.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-25-2024