El polvo de fórmula cerámica es la materia prima principal de MLCC y representa entre el 20% y el 45% del costo de MLCC. En particular, el MLCC de alta capacidad tiene requisitos estrictos sobre la pureza, el tamaño de las partículas, la granularidad y la morfología del polvo cerámico, y el costo del polvo cerámico representa una proporción relativamente mayor. MLCC es un material cerámico en polvo electrónico formado añadiendo aditivos modificados apolvo de titanato de bario, que se puede utilizar directamente como dieléctrico en MLCC.
Óxidos de tierras rarasson importantes componentes dopantes de los polvos dieléctricos MLCC. Aunque representan menos del 1% de las materias primas de MLCC, pueden desempeñar un papel importante en el ajuste de las propiedades cerámicas y mejorar eficazmente la confiabilidad de MLCC. Son una de las materias primas importantes indispensables en el proceso de desarrollo de polvos cerámicos MLCC de alta gama.
1. ¿Qué son las tierras raras? Los elementos de tierras raras, también conocidos como metales de tierras raras, son un término general para los elementos lantánidos y los grupos de elementos de tierras raras. Tienen estructuras electrónicas y propiedades físicas y químicas especiales, y sus propiedades eléctricas, ópticas, magnéticas y térmicas únicas se conocen como el tesoro escondido de nuevos materiales.
Las tierras raras se dividen en: tierras raras ligeras (con números atómicos más pequeños):escandio(Carolina del Sur),itrio(Y),lantano(La),cerio(Ce),praseodimio(Pr),neodimio(Nd), prometio (Pm),samario(Sm) yeuropio(UE); Elementos pesados de tierras raras (con números atómicos mayores):gadolinio(Dios),terbio(Tuberculosis),disprosio(Muerte),holmio(Ho),erbio(Eh),tulio(tm),iterbio(Yb),lutecio(Lu).
Los óxidos de tierras raras se utilizan ampliamente en cerámica, principalmenteóxido de cerio, óxido de lantano, óxido de neodimio, óxido de disprosio, óxido de samario, óxido de holmio, óxido de erbio, etc. Agregar una pequeña cantidad o traza de tierras raras a la cerámica puede cambiar en gran medida la microestructura, la composición de fases, la densidad, las propiedades mecánicas, las propiedades físicas y químicas y las propiedades de sinterización de los materiales cerámicos.
2. Aplicación de tierras raras en MLCCtitanato de barioes una de las principales materias primas para la fabricación de MLCC. El titanato de bario tiene excelentes propiedades piezoeléctricas, ferroeléctricas y dieléctricas. El titanato de bario puro tiene un coeficiente de temperatura de gran capacidad, una alta temperatura de sinterización y una gran pérdida dieléctrica, y no es adecuado para uso directo en la fabricación de condensadores cerámicos.
Las investigaciones han demostrado que las propiedades dieléctricas del titanato de bario están estrechamente relacionadas con su estructura cristalina. Mediante el dopaje se puede regular la estructura cristalina del titanato de bario, mejorando así sus propiedades dieléctricas. Esto se debe principalmente a que el titanato de bario de grano fino formará una estructura de núcleo de capa después del dopaje, lo que desempeña un papel importante en la mejora de las características de temperatura de la capacitancia.
Dopar elementos de tierras raras en la estructura de titanato de bario es una de las formas de mejorar el comportamiento de sinterización y la confiabilidad del MLCC. La investigación sobre el titanato de bario dopado con iones de tierras raras se remonta a principios de los años sesenta. La adición de óxidos de tierras raras reduce la movilidad del oxígeno, lo que puede mejorar la estabilidad de la temperatura dieléctrica y la resistencia eléctrica de las cerámicas dieléctricas, y mejorar el rendimiento y la confiabilidad de los productos. Los óxidos de tierras raras que se añaden habitualmente incluyen:óxido de itrio(Y2O3), óxido de disprosio (Dy2O3), óxido de holmio (Ho2O3), etc.
El tamaño del radio de los iones de tierras raras tiene un impacto crucial en la posición del pico de Curie de las cerámicas a base de titanato de bario. El dopaje de elementos de tierras raras con diferentes radios puede alterar los parámetros de la red de cristales con estructuras de núcleo de capa, cambiando así las tensiones internas de los cristales. El dopaje de iones de tierras raras con radios mayores conduce a la formación de fases pseudocúbicas en los cristales y tensiones residuales dentro de los cristales; La introducción de iones de tierras raras con radios más pequeños también genera menos tensión interna y suprime la transición de fase en la estructura del núcleo de la capa. Incluso con pequeñas cantidades de aditivos, las características de los óxidos de tierras raras, como el tamaño o la forma de las partículas, pueden afectar significativamente el rendimiento general o la calidad del producto. El MLCC de alto rendimiento se desarrolla constantemente hacia la miniaturización, el alto apilamiento, la gran capacidad, la alta confiabilidad y el bajo costo. Los productos MLCC más avanzados del mundo han entrado en la nanoescala, y los óxidos de tierras raras, como elementos dopantes importantes, deberían tener un tamaño de partícula a nanoescala y una buena dispersión del polvo.
Hora de publicación: 25 de octubre de 2024