Bột công thức gốm sứ là nguyên liệu thô cốt lõi của MLCC, chiếm 20% ~ 45% giá thành của MLCC. Đặc biệt, MLCC công suất cao có yêu cầu khắt khe về độ tinh khiết, kích thước hạt, độ chi tiết và hình thái của bột gốm và giá thành bột gốm chiếm tỷ lệ tương đối cao hơn. MLCC là vật liệu bột gốm điện tử được hình thành bằng cách thêm các chất phụ gia biến tính vàobột bari titanat, có thể được sử dụng trực tiếp làm chất điện môi trong MLCC.
Oxit đất hiếmlà những thành phần pha tạp quan trọng của bột điện môi MLCC. Mặc dù chúng chiếm chưa đến 1% nguyên liệu thô MLCC nhưng chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh các đặc tính của gốm và cải thiện hiệu quả độ tin cậy của MLCC. Chúng là một trong những nguyên liệu quan trọng không thể thiếu trong quá trình phát triển bột gốm MLCC cao cấp.
1. Nguyên tố đất hiếm là gì? Các nguyên tố đất hiếm hay còn gọi là kim loại đất hiếm là thuật ngữ chung để chỉ các nguyên tố lanthanide và các nhóm nguyên tố đất hiếm. Chúng có cấu trúc điện tử đặc biệt và các tính chất vật lý và hóa học, đồng thời các tính chất điện, quang, từ và nhiệt độc đáo của chúng được coi là kho tàng vật liệu mới.
Các nguyên tố đất hiếm được chia thành: các nguyên tố đất hiếm nhẹ (có số nguyên tử nhỏ hơn):Scandium(Sc),yttri(Y),lanthanum(La),xeri(Ce),praseodymium(Pr),neodymium(Nd), promethi (Pm),samari(Sm) vàeuropium(Ưu); nguyên tố đất hiếm nặng (có số nguyên tử lớn hơn):gadolinium(Chúa),terbi(TB),chứng khó tiêu(Dy),holmi(Hồ),erbi(Ờ),chất hóa học(Tm),ytterbium(Yb),luteti(Lục).
Oxit đất hiếm được sử dụng rộng rãi trong gốm sứ, chủ yếuxeri oxit, oxit lantan, oxit neodymium, oxit dysprosi, oxit samari, oxit holmi, oxit erbi, v.v. Thêm một lượng nhỏ hoặc một lượng nhỏ đất hiếm vào gốm sứ có thể làm thay đổi đáng kể cấu trúc vi mô, thành phần pha, mật độ, tính chất cơ học, tính chất vật lý và hóa học cũng như tính chất thiêu kết của vật liệu gốm.
2. Ứng dụng đất hiếm trong MLCCBari titanatlà một trong những nguyên liệu chính để sản xuất MLCC. Bari titanate có đặc tính áp điện, sắt điện và điện môi tuyệt vời. Bari titanat nguyên chất có hệ số nhiệt độ công suất lớn, nhiệt độ thiêu kết cao và tổn thất điện môi lớn, không thích hợp để sử dụng trực tiếp trong sản xuất tụ gốm.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính chất điện môi của bari titanat có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc tinh thể của nó. Thông qua pha tạp, cấu trúc tinh thể của bari titanate có thể được điều chỉnh, từ đó cải thiện tính chất điện môi của nó. Điều này chủ yếu là do bari titanate hạt mịn sẽ hình thành cấu trúc lõi vỏ sau khi pha tạp, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện đặc tính nhiệt độ của điện dung.
Pha tạp các nguyên tố đất hiếm vào cấu trúc bari titanat là một trong những cách để cải thiện hoạt động thiêu kết và độ tin cậy của MLCC. Nghiên cứu về bari titanate pha tạp ion đất hiếm có thể bắt nguồn từ đầu những năm 1960. Việc bổ sung các oxit đất hiếm làm giảm tính di động của oxy, có thể tăng cường độ ổn định nhiệt độ điện môi và điện trở của gốm điện môi, đồng thời cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm. Các oxit đất hiếm thường được thêm vào bao gồm:oxit yttri(Y2O3), oxit dysprosi (Dy2O3), oxit holmi (Ho2O3), vân vân.
Kích thước bán kính của các ion đất hiếm có tác động quyết định đến vị trí đỉnh Curie của gốm dựa trên bari titanat. Việc pha tạp các nguyên tố đất hiếm có bán kính khác nhau có thể làm thay đổi các thông số mạng của tinh thể có cấu trúc lõi vỏ, do đó làm thay đổi ứng suất bên trong của tinh thể. Sự pha tạp các ion đất hiếm có bán kính lớn hơn dẫn đến sự hình thành các pha giả lập phương trong tinh thể và ứng suất dư bên trong tinh thể; Việc đưa vào các ion đất hiếm có bán kính nhỏ hơn cũng tạo ra ít ứng suất bên trong hơn và ngăn chặn sự chuyển pha trong cấu trúc lõi vỏ. Ngay cả với một lượng nhỏ chất phụ gia, các đặc tính của oxit đất hiếm, chẳng hạn như kích thước hoặc hình dạng hạt, có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hoặc chất lượng tổng thể của sản phẩm. MLCC hiệu suất cao không ngừng phát triển theo hướng thu nhỏ, xếp chồng cao, công suất lớn, độ tin cậy cao và chi phí thấp. Các sản phẩm MLCC tiên tiến nhất trên thế giới đã bước vào quy mô nano và các oxit đất hiếm, là nguyên tố pha tạp quan trọng, phải có kích thước hạt nano và độ phân tán bột tốt.
Thời gian đăng: 25/10/2024