იშვიათი დედამიწის ოქსიდის გამოყენება MLCC-ში

კერამიკული ფორმულის ფხვნილი არის MLCC-ის ძირითადი ნედლეული, რომელიც შეადგენს MLCC-ის ღირებულების 20%-45%-ს. კერძოდ, მაღალი ტევადობის MLCC-ს აქვს მკაცრი მოთხოვნები კერამიკული ფხვნილის სისუფთავეზე, ნაწილაკების ზომაზე, მარცვლოვანობასა და მორფოლოგიაზე, ხოლო კერამიკული ფხვნილის ღირებულება შედარებით მაღალი პროპორციაა. MLCC არის ელექტრონული კერამიკული ფხვნილი მასალა, რომელიც წარმოიქმნება შეცვლილი დანამატების დამატებითბარიუმის ტიტანატის ფხვნილი, რომელიც პირდაპირ შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიელექტრიკულად MLCC-ში.
იშვიათი დედამიწის ოქსიდებიMLCC დიელექტრიკულ ფხვნილების მნიშვნელოვანი დოპინგ კომპონენტებია. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი შეადგენენ MLCC ნედლეულის 1%-ზე ნაკლებს, მათ შეუძლიათ მნიშვნელოვანი როლი შეასრულონ კერამიკული თვისებების კორექტირებაში და ეფექტურად გააუმჯობესონ MLCC-ის საიმედოობა. ისინი ერთ-ერთი შეუცვლელი მნიშვნელოვანი ნედლეულია მაღალი დონის MLCC კერამიკული ფხვნილების შემუშავების პროცესში.
1. რა არის იშვიათი დედამიწის ელემენტები? იშვიათი დედამიწის ელემენტები, ასევე ცნობილი როგორც იშვიათი დედამიწის ლითონები, არის ზოგადი ტერმინი ლანთანიდის ელემენტებისა და იშვიათი დედამიწის ელემენტების ჯგუფებისთვის. მათ აქვთ სპეციალური ელექტრონული სტრუქტურები და ფიზიკური და ქიმიური თვისებები და მათი უნიკალური ელექტრული, ოპტიკური, მაგნიტური და თერმული თვისებები ცნობილია როგორც ახალი მასალების საგანძური.

იშვიათი დედამიწის ელემენტები იყოფა: მსუბუქი იშვიათი დედამიწის ელემენტებად (მცირე ატომური რიცხვებით):სკანდიუმი(Sc),იტრიუმი(Y),ლანთანი(ლა),ცერიუმი(CE),პრასეოდიმი(პრ),ნეოდიმი(Nd), პრომეთიუმი (Pm),სამარიუმი(სმ) დაევროპიუმი(ევროკავშირი); მძიმე იშვიათი დედამიწის ელემენტები (უფრო დიდი ატომური რიცხვებით):გადოლინიუმი(Gd),ტერბიუმი(Tb),დისპროზიუმი(Dy),ჰოლმიუმი(ჰო),ერბიუმი(აჰა),თულიუმი(Tm),იტერბიუმი(Yb),ლუტეტიუმი(ლუ).

იშვიათი დედამიწის ოქსიდები ფართოდ გამოიყენება კერამიკაში, ძირითადადცერიუმის ოქსიდი, ლანთანუმის ოქსიდი, ნეოდიმი ოქსიდი, დისპროზიუმის ოქსიდი, სამარიუმის ოქსიდი, ჰოლმიუმის ოქსიდი, ერბიუმის ოქსიდიდა ა.შ. კერამიკაში იშვიათი მიწების მცირე რაოდენობის ან მცირე რაოდენობის დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეცვალოს კერამიკული მასალების მიკროსტრუქტურა, ფაზური შემადგენლობა, სიმკვრივე, მექანიკური თვისებები, ფიზიკური და ქიმიური თვისებები და აგლომერაციის თვისებები.

2. იშვიათი დედამიწის გამოყენება MLCC-შიბარიუმის ტიტანატიარის MLCC-ის წარმოების ერთ-ერთი მთავარი ნედლეული. ბარიუმის ტიტანატს აქვს შესანიშნავი პიეზოელექტრული, ფეროელექტრული და დიელექტრიკული თვისებები. სუფთა ბარიუმის ტიტანატს აქვს დიდი სიმძლავრის ტემპერატურის კოეფიციენტი, მაღალი შედუღების ტემპერატურა და დიდი დიელექტრიკული დანაკარგი და არ არის შესაფერისი კერამიკული კონდენსატორების წარმოებაში პირდაპირი გამოყენებისთვის.

კვლევამ აჩვენა, რომ ბარიუმის ტიტანატის დიელექტრიკული თვისებები მჭიდრო კავშირშია მის კრისტალურ სტრუქტურასთან. დოპინგის საშუალებით შესაძლებელია ბარიუმის ტიტანატის კრისტალური სტრუქტურის რეგულირება, რითაც გაუმჯობესდება მისი დიელექტრიკული თვისებები. ეს ძირითადად იმიტომ ხდება, რომ წვრილმარცვლოვანი ბარიუმის ტიტანატი დოპინგის შემდეგ წარმოქმნის გარსის ბირთვის სტრუქტურას, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ტევადობის ტემპერატურული მახასიათებლების გაუმჯობესებაში.

იშვიათი დედამიწის ელემენტების დოპინგი ბარიუმის ტიტანატის სტრუქტურაში არის MLCC-ის აგლომერაციის ქცევისა და საიმედოობის გაუმჯობესების ერთ-ერთი გზა. იშვიათი დედამიწის იონებით დოპირებული ბარიუმის ტიტანატზე ჩატარებული კვლევების აღმოჩენა შესაძლებელია 1960-იანი წლების დასაწყისში. იშვიათი დედამიწის ოქსიდების დამატება ამცირებს ჟანგბადის მობილობას, რამაც შეიძლება გააძლიეროს დიელექტრიკული ტემპერატურის სტაბილურობა და დიელექტრიკული კერამიკის ელექტრული წინააღმდეგობა და გააუმჯობესოს პროდუქციის შესრულება და საიმედოობა. ჩვეულებრივ დამატებული იშვიათი დედამიწის ოქსიდები მოიცავს:იტრიუმის ოქსიდი(Y2O3), დისპროზიუმის ოქსიდი (Dy2O3), ჰოლმიუმის ოქსიდი (Ho2O3) და ა.შ.

იშვიათი დედამიწის იონების რადიუსის ზომა გადამწყვეტ გავლენას ახდენს ბარიუმის ტიტანატზე დაფუძნებული კერამიკის კიურის მწვერვალზე. იშვიათი დედამიწის ელემენტების დოპინგმა სხვადასხვა რადიუსით შეიძლება შეცვალოს კრისტალების გისოსების პარამეტრები გარსის ბირთვის სტრუქტურებით, რითაც ცვლის კრისტალების შიდა სტრესებს. იშვიათი დედამიწის იონების დოპინგი უფრო დიდი რადიუსით იწვევს კრისტალებში ფსევდოკუბური ფაზების წარმოქმნას და კრისტალების შიგნით ნარჩენ სტრესებს; იშვიათი დედამიწის იონების შეყვანა მცირე რადიუსით ასევე წარმოქმნის ნაკლებ შიდა სტრესს და თრგუნავს ფაზურ გადასვლას გარსის ბირთვის სტრუქტურაში. დანამატების მცირე რაოდენობითაც კი, იშვიათი დედამიწის ოქსიდების მახასიათებლებმა, როგორიცაა ნაწილაკების ზომა ან ფორმა, შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს პროდუქტის მთლიან შესრულებაზე ან ხარისხზე. მაღალი ხარისხის MLCC მუდმივად ვითარდება მინიატურიზაციის, მაღალი დაწყობის, დიდი სიმძლავრის, მაღალი საიმედოობისა და დაბალი ღირებულებისკენ. მსოფლიოში ყველაზე უახლესი MLCC პროდუქტები შევიდა ნანომასშტაბში და იშვიათი დედამიწის ოქსიდები, როგორც მნიშვნელოვანი დოპინგ ელემენტები, უნდა ჰქონდეთ ნანომასშტაბიანი ნაწილაკების ზომა და კარგი ფხვნილის დისპერსია.