پودر فرمول سرامیکی ماده خام اصلی MLCC است که 20٪ تا 45٪ از هزینه MLCC را تشکیل می دهد. به طور خاص، MLCC با ظرفیت بالا دارای الزامات سختگیرانه ای در مورد خلوص، اندازه ذرات، دانه بندی و مورفولوژی پودر سرامیک است و هزینه پودر سرامیک نسبت نسبتاً بالاتری را به خود اختصاص می دهد. MLCC یک ماده پودر سرامیکی الکترونیکی است که با افزودن افزودنی های اصلاح شده به آن تشکیل می شودپودر باریم تیتانات، که می تواند مستقیماً به عنوان دی الکتریک در MLCC استفاده شود.
اکسیدهای خاکی کمیاباجزای مهم دوپینگ پودرهای دی الکتریک MLCC هستند. اگرچه آنها کمتر از 1٪ از مواد خام MLCC را تشکیل می دهند، اما می توانند نقش مهمی در تنظیم خواص سرامیکی و به طور موثر بهبود قابلیت اطمینان MLCC ایفا کنند. آنها یکی از مواد خام مهم ضروری در فرآیند توسعه پودرهای سرامیکی MLCC بالا هستند.
1. عناصر خاکی کمیاب چیست؟ عناصر خاکی کمیاب که به عنوان فلزات خاکی کمیاب نیز شناخته می شوند، یک اصطلاح کلی برای عناصر لانتانید و گروه عناصر خاکی کمیاب هستند. آنها دارای ساختارهای الکترونیکی و خواص فیزیکی و شیمیایی خاص هستند و خواص منحصر به فرد الکتریکی، نوری، مغناطیسی و حرارتی آنها به عنوان گنجینه مواد جدید شناخته می شود.
عناصر خاکی کمیاب به دو دسته تقسیم می شوند: عناصر خاکی کمیاب سبک (با اعداد اتمی کوچکتر):اسکاندیم(Sc)ایتریم(Y)لانتانیم(لا)سریم(CE)،پرازئودیمیم(Pr)نئودیمیم(Nd)، پرومتیم (PM)،ساماریوم(Sm) ویوروپیوم(Eu)؛ عناصر خاکی کمیاب سنگین (با اعداد اتمی بزرگتر):گادولینیم(Gd)تربیوم(Tb)دیسپروزیم(دی)،هولمیوم(هو)،اربیوم(ارو)،تولیوم(Tm)ایتربیوم(Yb)لوتتیوم(لو).
اکسیدهای خاکی کمیاب به طور گسترده در سرامیک ها استفاده می شوداکسید سریم, اکسید لانتانیم, اکسید نئودیمیم, اکسید دیسپروزیم، اکسید ساماریوم, اکسید هولمیوم, اکسید اربیومو غیره افزودن مقدار کمی یا مقدار کمی خاک کمیاب به سرامیک ها می تواند ریزساختار، ترکیب فاز، چگالی، خواص مکانیکی، خواص فیزیکی و شیمیایی و خواص تف جوشی مواد سرامیکی را به شدت تغییر دهد.
2. کاربرد خاک کمیاب در MLCCتیتانات باریمیکی از مواد اولیه اصلی برای ساخت MLCC است. تیتانات باریم دارای خواص پیزوالکتریک، فروالکتریک و دی الکتریک عالی است. تیتانات باریم خالص دارای ضریب دمایی ظرفیت بالا، دمای تف جوشی بالا و تلفات دی الکتریک زیاد است و برای استفاده مستقیم در ساخت خازن های سرامیکی مناسب نیست.
تحقیقات نشان داده است که خواص دی الکتریک تیتانات باریم ارتباط نزدیکی با ساختار کریستالی آن دارد. از طریق دوپینگ، ساختار کریستالی تیتانات باریم را می توان تنظیم کرد و در نتیجه خواص دی الکتریک آن را بهبود بخشید. این عمدتاً به این دلیل است که تیتانات باریم دانه ریز پس از دوپینگ ساختار پوسته‌ای را تشکیل می‌دهد که نقش مهمی در بهبود ویژگی‌های دمایی ظرفیت دارد.
دوپینگ عناصر خاکی کمیاب به ساختار تیتانات باریم یکی از راه‌های بهبود رفتار تف جوشی و قابلیت اطمینان MLCC است. تحقیقات بر روی تیتانات باریم دوپ شده با یون های خاکی کمیاب را می توان به اوایل دهه 1960 ردیابی کرد. افزودن اکسیدهای خاکی کمیاب تحرک اکسیژن را کاهش می دهد، که می تواند پایداری دمای دی الکتریک و مقاومت الکتریکی سرامیک های دی الکتریک را افزایش دهد و عملکرد و قابلیت اطمینان محصولات را بهبود بخشد. اکسیدهای خاکی کمیاب که معمولاً اضافه می شوند عبارتند از:اکسید ایتریم(Y2O3), اکسید دیسپروزیم (Dy2O3), اکسید هولمیوم (Ho2O3) و غیره
اندازه شعاع یون‌های خاکی کمیاب تأثیر مهمی بر موقعیت اوج کوری سرامیک‌های مبتنی بر تیتانات باریم دارد. دوپینگ عناصر خاکی کمیاب با شعاع های مختلف می تواند پارامترهای شبکه کریستال های دارای ساختار هسته پوسته را تغییر دهد و در نتیجه تنش های داخلی کریستال ها را تغییر دهد. دوپینگ یون‌های خاکی کمیاب با شعاع بزرگتر منجر به تشکیل فازهای شبه مکعبی در کریستال‌ها و تنش‌های پسماند درون کریستال‌ها می‌شود. معرفی یون‌های خاکی کمیاب با شعاع‌های کوچکتر نیز تنش داخلی کمتری ایجاد می‌کند و انتقال فاز را در ساختار هسته پوسته سرکوب می‌کند. حتی با مقادیر کم افزودنی ها، ویژگی های اکسیدهای خاکی کمیاب، مانند اندازه یا شکل ذرات، می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد یا کیفیت کلی محصول تأثیر بگذارد. MLCC با کارایی بالا دائماً به سمت کوچک سازی، انباشته شدن بالا، ظرفیت زیاد، قابلیت اطمینان بالا و هزینه کم در حال توسعه است. پیشرفته ترین محصولات MLCC جهان وارد مقیاس نانو شده اند و اکسیدهای خاکی کمیاب به عنوان عناصر مهم دوپینگ باید دارای اندازه ذرات در مقیاس نانو و پراکندگی پودر خوب باشند.
زمان ارسال: اکتبر-25-2024