Порошок керамічної формули є основною сировиною MLCC, що становить 20% ~ 45% вартості MLCC. Зокрема, MLCC високої ємності має суворі вимоги до чистоти, розміру частинок, зернистості та морфології керамічного порошку, а вартість керамічного порошку становить відносно вищу частку. MLCC — електронний керамічний порошковий матеріал, утворений шляхом додавання модифікованих добавокпорошок титанату барію, який можна безпосередньо використовувати як діелектрик у MLCC.
Рідкоземельні оксидиє важливими легуючими компонентами діелектричних порошків MLCC. Хоча на них припадає менше 1% сировини MLCC, вони можуть відігравати важливу роль у регулюванні властивостей кераміки та ефективному підвищенні надійності MLCC. Вони є однією з незамінних важливих сировинних матеріалів у процесі розробки високоякісних керамічних порошків MLCC.
1. Що таке рідкоземельні елементи? Рідкоземельні елементи, також відомі як рідкоземельні метали, є загальним терміном для елементів лантаноїдів і груп рідкоземельних елементів. Вони мають особливі електронні структури та фізичні та хімічні властивості, а їхні унікальні електричні, оптичні, магнітні та теплові властивості відомі як скарбниця нових матеріалів.
Рідкоземельні елементи поділяються на: легкі рідкоземельні елементи (з меншими атомними номерами):скандій(Sc),ітрій(Y),лантан(La),церій(Ce),празеодим(Pr),неодимовий(Nd), прометій (Pm),самарій(Sm) ієвропій(ЄС); важкі рідкоземельні елементи (з більшими атомними номерами):гадоліній(Gd),тербій(Tb),диспрозій(Dy),гольмій(Хо),ербій(Е),тулій(Tm),ітербій(Yb),лютецій(Лу).
Рідкісноземельні оксиди широко використовуються в основному в кераміціоксид церію, оксид лантану, оксид неодиму, оксид диспрозію, оксид самарію, оксид гольмію, оксид ербію, тощо. Додавання невеликої кількості або слідової кількості рідкоземельних елементів до кераміки може значно змінити мікроструктуру, фазовий склад, щільність, механічні властивості, фізичні та хімічні властивості та властивості спікання керамічних матеріалів.
2. Застосування рідкоземельних елементів в MLCCТитанат баріює однією з основних сировинних матеріалів для виробництва MLCC. Титанат барію має відмінні п'єзоелектричні, сегнетоелектричні та діелектричні властивості. Чистий титанат барію має великий температурний коефіцієнт ємності, високу температуру спікання та великі діелектричні втрати, тому не підходить для безпосереднього використання у виробництві керамічних конденсаторів.
Дослідження показали, що діелектричні властивості титанату барію тісно пов'язані з його кристалічною структурою. За допомогою легування можна регулювати кристалічну структуру титанату барію, тим самим покращуючи його діелектричні властивості. Головним чином це пов’язано з тим, що дрібнозернистий титанат барію після легування утворює структуру оболонкового ядра, що відіграє важливу роль у покращенні температурних характеристик ємності.
Додавання рідкоземельних елементів у структуру титанату барію є одним із способів поліпшити спікання та надійність MLCC. Дослідження титанату барію, легованого іонами рідкоземельних елементів, можна простежити на початку 1960-х років. Додавання рідкоземельних оксидів зменшує рухливість кисню, що може підвищити температурну стабільність діелектрика та електричний опір діелектричної кераміки, а також покращити продуктивність і надійність виробів. Зазвичай додаються рідкісноземельні оксиди:оксид ітрію(Y2O3), оксид диспрозію (Dy2O3), оксид гольмію (Ho2O3) тощо
Розмір радіуса рідкоземельних іонів має вирішальний вплив на положення піку Кюрі кераміки на основі титанату барію. Легування рідкоземельних елементів з різними радіусами може змінити параметри решітки кристалів з оболонковими структурами ядра, тим самим змінюючи внутрішні напруги кристалів. Легування рідкоземельних іонів з більшими радіусами призводить до утворення в кристалах псевдокубічних фаз і залишкових напруг всередині кристалів; Введення рідкоземельних іонів з меншими радіусами також створює меншу внутрішню напругу та пригнічує фазовий перехід у структурі ядра оболонки. Навіть з невеликими кількостями добавок характеристики рідкоземельних оксидів, такі як розмір або форма частинок, можуть значно вплинути на загальну продуктивність або якість продукту. Високопродуктивний MLCC постійно розвивається в напрямку мініатюризації, високого стекування, великої ємності, високої надійності та низької вартості. Найсучасніші у світі продукти MLCC вийшли на нанорозміри, а оксиди рідкоземельних металів, як важливі легуючі елементи, повинні мати нанорозмір частинок і хорошу дисперсію порошку.
Час публікації: 25 жовтня 2024 р