MLCC मध्ये रेअर अर्थ ऑक्साईडचा वापर

सिरॅमिक फॉर्म्युला पावडर हा MLCC चा मुख्य कच्चा माल आहे, जो MLCC च्या किमतीच्या 20%~45% आहे. विशेषतः, उच्च-क्षमतेच्या MLCC मध्ये सिरॅमिक पावडरची शुद्धता, कण आकार, ग्रॅन्युलॅरिटी आणि मॉर्फोलॉजी यावर कठोर आवश्यकता आहेत आणि सिरेमिक पावडरची किंमत तुलनेने जास्त आहे. एमएलसीसी ही एक इलेक्ट्रॉनिक सिरॅमिक पावडर सामग्री आहे ज्यामध्ये सुधारित ऍडिटीव्ह जोडून तयार केले जातेबेरियम टायटॅनेट पावडर, जे थेट MLCC मध्ये डायलेक्ट्रिक म्हणून वापरले जाऊ शकते.
दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साइडहे MLCC डायलेक्ट्रिक पावडरचे महत्त्वाचे डोपिंग घटक आहेत. जरी ते MLCC कच्च्या मालाच्या 1% पेक्षा कमी आहेत, तरीही ते सिरेमिक गुणधर्म समायोजित करण्यात आणि MLCC ची विश्वासार्हता प्रभावीपणे सुधारण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावू शकतात. हाय-एंड एमएलसीसी सिरॅमिक पावडरच्या विकास प्रक्रियेत ते अपरिहार्य महत्त्वाच्या कच्च्या मालांपैकी एक आहेत.
1. दुर्मिळ पृथ्वी घटक काय आहेत? दुर्मिळ पृथ्वी घटक, ज्याला दुर्मिळ पृथ्वी धातू देखील म्हणतात, लॅन्थानाइड घटक आणि दुर्मिळ पृथ्वी घटक गटांसाठी एक सामान्य संज्ञा आहे. त्यांच्याकडे विशेष इलेक्ट्रॉनिक संरचना आणि भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आहेत आणि त्यांच्या अद्वितीय विद्युतीय, ऑप्टिकल, चुंबकीय आणि थर्मल गुणधर्मांना नवीन सामग्रीचा खजिना म्हणून ओळखले जाते.

दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक विभागले गेले आहेत: हलके दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक (लहान अणुसंख्येसह):स्कँडियम(Sc),यट्रियम(Y),लॅन्थेनम(ला),सेरिअम(सीई),praseodymium(पीआर),neodymium(एनडी), प्रोमिथियम (पीएम),samarium(Sm) आणियुरोपिअम(ईयू); जड दुर्मिळ पृथ्वी घटक (मोठ्या अणुसंख्येसह):गॅडोलिनियम(Gd),टर्बियम(टीबी),डिसप्रोसिअम(उप),हॉलमियम(हो),एर्बियम(एर),थ्युलिअम(टीएम),यटरबियम(Yb),ल्युटेटिअम(लु).

दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईडचा वापर प्रामुख्याने सिरेमिकमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातोसिरियम ऑक्साईड, लॅन्थॅनम ऑक्साईड, neodymium ऑक्साईड, डिस्प्रोसियम ऑक्साईड, samarium ऑक्साईड, होल्मियम ऑक्साईड, एर्बियम ऑक्साईड, इ. सिरॅमिकमध्ये कमी प्रमाणात किंवा दुर्मिळ पृथ्वीचा शोध लावल्यास मायक्रोस्ट्रक्चर, फेज रचना, घनता, यांत्रिक गुणधर्म, भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आणि सिरेमिक सामग्रीचे सिंटरिंग गुणधर्म मोठ्या प्रमाणात बदलू शकतात.

2. MLCC मध्ये दुर्मिळ पृथ्वीचा वापरबेरियम टायटेनेटMLCC निर्मितीसाठी मुख्य कच्च्या मालांपैकी एक आहे. बेरियम टायटेनेटमध्ये उत्कृष्ट पायझोइलेक्ट्रिक, फेरोइलेक्ट्रिक आणि डायलेक्ट्रिक गुणधर्म आहेत. प्युअर बेरियम टायटेनेटमध्ये मोठ्या क्षमतेचे तापमान गुणांक, उच्च सिंटरिंग तापमान आणि मोठे डायलेक्ट्रिक नुकसान आहे आणि ते सिरॅमिक कॅपेसिटरच्या निर्मितीमध्ये थेट वापरासाठी योग्य नाही.

संशोधनात असे दिसून आले आहे की बेरियम टायटेनेटचे डायलेक्ट्रिक गुणधर्म त्याच्या क्रिस्टल रचनेशी जवळून संबंधित आहेत. डोपिंगद्वारे, बेरियम टायटेनेटची क्रिस्टल संरचना नियंत्रित केली जाऊ शकते, ज्यामुळे त्याचे डायलेक्ट्रिक गुणधर्म सुधारतात. हे मुख्यत्वे कारण आहे कारण सूक्ष्म-दाणेदार बेरियम टायटेनेट डोपिंगनंतर शेल-कोर रचना तयार करेल, जे कॅपेसिटन्सच्या तापमान वैशिष्ट्यांमध्ये सुधारणा करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते.

बेरियम टायटेनेट संरचनेत दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचे डोपिंग करणे हे MLCC चे सिंटरिंग वर्तन आणि विश्वासार्हता सुधारण्याचा एक मार्ग आहे. दुर्मिळ पृथ्वी आयन डोप केलेले बेरियम टायटेनेटवरील संशोधन 1960 च्या दशकाच्या सुरुवातीस शोधले जाऊ शकते. दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड जोडल्याने ऑक्सिजनची गतिशीलता कमी होते, ज्यामुळे डायलेक्ट्रिक तापमान स्थिरता आणि डायलेक्ट्रिक सिरॅमिक्सची विद्युत प्रतिरोधकता वाढू शकते आणि उत्पादनांची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारते. सामान्यतः जोडलेल्या दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड्समध्ये हे समाविष्ट आहे:यट्रियम ऑक्साईड(Y2O3), डिस्प्रोसियम ऑक्साईड (Dy2O3), होल्मियम ऑक्साईड (Ho2O3), इ.

बेरियम टायटेनेट आधारित सिरॅमिक्सच्या क्युरी शिखराच्या स्थितीवर दुर्मिळ पृथ्वी आयनांच्या त्रिज्या आकाराचा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. वेगवेगळ्या त्रिज्यांसह दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचे डोपिंग शेल कोर स्ट्रक्चर्ससह क्रिस्टल्सच्या जाळीच्या पॅरामीटर्समध्ये बदल करू शकते, ज्यामुळे क्रिस्टल्सचे अंतर्गत ताण बदलतात. मोठ्या त्रिज्यांसह दुर्मिळ पृथ्वीच्या आयनांचे डोपिंग केल्याने क्रिस्टल्समध्ये स्यूडोक्युबिक टप्पे तयार होतात आणि क्रिस्टल्समध्ये अवशिष्ट ताण निर्माण होतात; लहान त्रिज्यांसह दुर्मिळ पृथ्वी आयनांचा परिचय देखील कमी अंतर्गत ताण निर्माण करतो आणि शेल कोर स्ट्रक्चरमध्ये फेज संक्रमण दडपतो. जरी कमी प्रमाणात ऍडिटीव्हसह, दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईडची वैशिष्ट्ये, जसे की कण आकार किंवा आकार, उत्पादनाच्या एकूण कार्यक्षमतेवर किंवा गुणवत्तेवर लक्षणीय परिणाम करू शकतात. उच्च कार्यक्षमता MLCC सतत लघुकरण, उच्च स्टॅकिंग, मोठी क्षमता, उच्च विश्वासार्हता आणि कमी किमतीच्या दिशेने विकसित होत आहे. जगातील सर्वात अत्याधुनिक MLCC उत्पादने नॅनोस्केलमध्ये दाखल झाली आहेत आणि दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड्स, महत्त्वाच्या डोपिंग घटकांच्या रूपात, नॅनोस्केल कणांचा आकार आणि चांगल्या पावडरचा प्रसार असावा.