La poudre de formule céramique est la matière première de base du MLCC, représentant 20 à 45 % du coût du MLCC. En particulier, le MLCC de haute capacité a des exigences strictes concernant la pureté, la taille des particules, la granularité et la morphologie de la poudre céramique, et le coût de la poudre céramique représente une proportion relativement plus élevée. MLCC est un matériau en poudre céramique électronique formé en ajoutant des additifs modifiés àpoudre de titanate de baryum, qui peut être directement utilisé comme diélectrique dans MLCC.
Oxydes de terres raressont des composants dopants importants des poudres diélectriques MLCC. Bien qu'ils représentent moins de 1 % des matières premières du MLCC, ils peuvent jouer un rôle important dans l'ajustement des propriétés de la céramique et dans l'amélioration efficace de la fiabilité du MLCC. Ils constituent l’une des matières premières indispensables dans le processus de développement de poudres céramiques MLCC haut de gamme.
1. Que sont les éléments des terres rares ? Les éléments des terres rares, également connus sous le nom de métaux des terres rares, sont un terme général désignant les éléments lanthanides et les groupes d'éléments des terres rares. Ils ont des structures électroniques et des propriétés physiques et chimiques spéciales, et leurs propriétés électriques, optiques, magnétiques et thermiques uniques sont connues comme un trésor de nouveaux matériaux.
Les éléments de terres rares sont divisés en : éléments de terres rares légers (avec des numéros atomiques plus petits) :scandium(Sc),yttrium(Oui),lanthane(La),cérium(Ce),praséodyme(Pr),néodyme(Nd), le prométhium (Pm),samarium(Sm) eteuropium(UE); éléments de terres rares lourds (avec des numéros atomiques plus grands) :gadolinium(D.ieu),terbium(To),dysprosium(Dy),holmium(Ho),erbium(Euh),thulium(Tm),ytterbium(Yb),lutétium(Lu).
Les oxydes de terres rares sont largement utilisés dans les céramiques, principalementoxyde de cérium, oxyde de lanthane, oxyde de néodyme, l'oxyde de dysprosium, oxyde de samarium, oxyde d'holmium, oxyde d'erbium, etc. L'ajout d'une petite quantité ou de traces de terres rares à la céramique peut modifier considérablement la microstructure, la composition des phases, la densité, les propriétés mécaniques, les propriétés physiques et chimiques et les propriétés de frittage des matériaux céramiques.
2. Application des terres rares dans MLCCTitanate de baryumest l'une des principales matières premières pour la fabrication du MLCC. Le titanate de baryum possède d'excellentes propriétés piézoélectriques, ferroélectriques et diélectriques. Le titanate de baryum pur a un coefficient de température de grande capacité, une température de frittage élevée et une perte diélectrique importante, et ne convient pas à une utilisation directe dans la fabrication de condensateurs céramiques.
La recherche a montré que les propriétés diélectriques du titanate de baryum sont étroitement liées à sa structure cristalline. Grâce au dopage, la structure cristalline du titanate de baryum peut être régulée, améliorant ainsi ses propriétés diélectriques. Cela est principalement dû au fait que le titanate de baryum à grains fins formera une structure coque-noyau après dopage, ce qui joue un rôle important dans l'amélioration des caractéristiques de température de la capacité.
Le dopage d'éléments de terres rares dans la structure du titanate de baryum est l'un des moyens d'améliorer le comportement de frittage et la fiabilité du MLCC. Les recherches sur le titanate de baryum dopé aux ions terres rares remontent au début des années 1960. L'ajout d'oxydes de terres rares réduit la mobilité de l'oxygène, ce qui peut améliorer la stabilité de la température diélectrique et la résistance électrique des céramiques diélectriques, ainsi que les performances et la fiabilité des produits. Les oxydes de terres rares couramment ajoutés comprennent :oxyde d'yttrium(Y2O3), oxyde de dysprosium (Dy2O3), oxyde d'holmium (Ho2O3), etc.
La taille du rayon des ions de terres rares a un impact crucial sur la position du pic de Curie des céramiques à base de titanate de baryum. Le dopage d'éléments de terres rares avec différents rayons peut modifier les paramètres de réseau des cristaux dotés de structures de noyau en coque, modifiant ainsi les contraintes internes des cristaux. Le dopage d'ions de terres rares avec des rayons plus grands conduit à la formation de phases pseudocubiques dans les cristaux et de contraintes résiduelles à l'intérieur des cristaux ; L'introduction d'ions de terres rares avec des rayons plus petits génère également moins de contraintes internes et supprime la transition de phase dans la structure du noyau de la coque. Même avec de petites quantités d'additifs, les caractéristiques des oxydes de terres rares, telles que la taille ou la forme des particules, peuvent affecter de manière significative les performances globales ou la qualité du produit. Le MLCC haute performance évolue constamment vers la miniaturisation, l'empilement élevé, la grande capacité, la fiabilité élevée et le faible coût. Les produits MLCC les plus avancés au monde sont entrés dans l'échelle nanométrique, et les oxydes de terres rares, en tant qu'éléments dopants importants, devraient avoir une taille de particule nanométrique et une bonne dispersion de poudre.
Heure de publication : 25 octobre 2024