セラミックフォーミュラパウダーはMLCCの中心原料であり、MLCCのコストの20%〜45%を占めます。特に高容量MLCCはセラミック粉末の純度、粒径、粒度、形態などに厳しい要求があり、セラミック粉末のコストが占める割合が比較的高くなります。 MLCCは、改質添加剤を加えて形成された電子セラミック粉末材料です。チタン酸バリウム粉末、MLCCの誘電体として直接使用できます。
希土類酸化物は、MLCC 誘電体粉末の重要なドーピング成分です。これらは MLCC 原材料に占める割合は 1% 未満ですが、セラミック特性を調整し、MLCC の信頼性を効果的に向上させる上で重要な役割を果たします。これらは、ハイエンドMLCCセラミック粉末の開発プロセスにおいて不可欠な重要な原料の1つです。
1. 希土類元素とは何ですか?希土類元素は、希土類金属とも呼ばれ、ランタニド元素および希土類元素群の総称です。それらは特殊な電子構造と物理的・化学的性質を持ち、その独特な電気的、光学的、磁気的、熱的性質は新材料の宝庫として知られています。
希土類元素は次のように分類されます。 軽希土類元素 (原子番号が小さい):スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(ラ)、セリウム(セ)、プラセオジム(PR)、ネオジム(Nd)、プロメチウム (Pm)、サマリウム(Sm) そしてユーロピウム（欧州連合）;重希土類元素 (原子番号が大きい):ガドリニウム(Gd)、テルビウム(TB)、ジスプロシウム(ディ)、ホルミウム（ほ）、エルビウム（えー）、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム（ルー）。
希土類酸化物は主にセラミックスに広く使用されています。酸化セリウム, 酸化ランタン, 酸化ネオジム, 酸化ジスプロシウム、 酸化サマリウム, 酸化ホルミウム, 酸化エルビウム少量または微量のレアアースをセラミックスに添加すると、セラミック材料の微細構造、相組成、密度、機械的特性、物理的および化学的特性、および焼結特性が大きく変化する可能性があります。
2. MLCCにおけるレアアースの応用チタン酸バリウムMLCCを製造するための主な原材料の1つです。チタン酸バリウムは、優れた圧電特性、強誘電特性、誘電特性を持っています。純粋なチタン酸バリウムは、容量温度係数が大きく、焼結温度が高く、誘電損失が大きいため、セラミックコンデンサの製造に直接使用するのには適していません。
研究により、チタン酸バリウムの誘電特性はその結晶構造と密接に関連していることが示されています。ドーピングによってチタン酸バリウムの結晶構造を制御することができ、それによって誘電特性が向上します。これは主に、微粒子のチタン酸バリウムがドーピング後にシェルコア構造を形成し、静電容量の温度特性を改善する上で重要な役割を果たすためです。
チタン酸バリウム構造に希土類元素をドーピングすることは、MLCC の焼結挙動と信頼性を向上させる方法の 1 つです。希土類イオンをドープしたチタン酸バリウムの研究は 1960 年代初頭に遡ります。希土類酸化物の添加により酸素の移動度が減少し、誘電セラミックの誘電温度安定性と電気抵抗が向上し、製品の性能と信頼性が向上します。一般的に添加される希土類酸化物には次のものがあります。酸化イットリウム(Y2O3), 酸化ジスプロシウム (Dy2O3), 酸化ホルミウム (Ho2O3）など。
希土類イオンの半径サイズは、チタン酸バリウムベースのセラミックのキュリーピークの位置に重大な影響を与えます。異なる半径の希土類元素をドーピングすると、シェルコア構造を持つ結晶の格子パラメータが変化し、それによって結晶の内部応力が変化します。より大きな半径の希土類イオンをドーピングすると、結晶内に擬立方晶相が形成され、結晶内に残留応力が生じます。より小さい半径の希土類イオンの導入により、生成される内部応力も減少し、シェルコア構造の相転移が抑制されます。添加剤の量が少量であっても、粒子サイズや形状などの希土類酸化物の特性は、製品の全体的な性能や品質に大きな影響を与える可能性があります。高性能MLCCは、小型化、高積層化、大容量化、高信頼性、低コスト化を目指して常に開発を続けています。世界で最も最先端のMLCC製品はナノスケールに入っており、重要なドーピング元素である希土類酸化物はナノスケールの粒径と良好な粉末分散性を備えている必要があります。
投稿日時: 2024 年 10 月 25 日