从钛酸钡介质到多层陶瓷电容器:钛酸钡基陶瓷的介电性能与实验判断
从钛酸钡介质到多层陶瓷电容器:钛酸钡基陶瓷的介电性能与实验判断
引言
钛酸钡是一种典型钙钛矿氧化物,也是高介电陶瓷电容材料中的重要基础材料。它的核心价值不是吸光,而是在电场下产生强介电极化,使小体积元件获得较高电容量。多层陶瓷电容器的小型化,依赖钛酸钡基陶瓷的高介电响应,也依赖粉体粒径、晶粒尺寸、晶界、烧结致密度、内电极和缺陷控制。Ⅱ类陶瓷电容器通常以钛酸钡基材料为基础,具有较高介电常数,但电容量会受到温度、直流偏压和时间影响。
1. 钛酸钡在多层陶瓷电容器中解决什么问题
钛酸钡的化学式为 BaTiO₃,晶体结构可理解为“钡位—钛位—氧位”三部分。
结构位置 | 对应组分 | 对介电性能的作用 |
钡位 | 钡离子 | 支撑钙钛矿晶格,影响晶格尺寸和相稳定性 |
钛位 | 钛离子 | 位于氧八面体内部,是极化响应的关键中心 |
氧位 | 氧离子 | 构成氧八面体骨架,氧空位会影响漏电、损耗和可靠性 |
钛酸钡适合做陶瓷电容材料,主要解决三个问题:
电容器需求 | 钛酸钡提供的作用 |
小体积获得较高电容量 | 高介电常数提高单位体积电容量 |
可制成陶瓷介质层 | 适合粉体制备、流延、叠层和烧结 |
可通过改性调节性能 | 掺杂、固溶和烧结控制可改善温度稳定性、损耗和可靠性 |
多层陶瓷电容器不是单层陶瓷片,而是由陶瓷介质层和金属内电极交替叠层形成。它本质上是许多陶瓷平板电容单元的并联组合,钛酸钡基陶瓷因较高介电常数而适合这类高容量、小型化设计。
2. 钛酸钡为什么具有高介电响应
电容器储存电荷,需要介质在电场下发生极化。钛酸钡的钙钛矿结构中,钛离子位于氧八面体内部;在铁电相中,钛离子可偏离对称中心,使正负电荷中心不完全重合,形成自发极化。钛酸钡在居里温度以下存在自发极化和畴结构,这正是其高介电响应的重要来源。
结构行为 | 介电结果 |
钛离子偏离氧八面体中心 | 产生局部电偶极 |
电偶极随电场响应 | 提高介电常数 |
铁电畴壁发生可逆移动 | 增强小信号介电响应 |
温度接近相变区 | 介电常数出现明显变化 |
晶粒、晶界和缺陷发生变化 | 介电常数、损耗和可靠性同步改变 |
钛酸钡的高介电性不是只由化学式决定。同样是 BaTiO₃,粉体粒径、钡钛比、晶粒尺寸、晶界状态和烧结气氛不同,最终介电性能可能明显不同。钛酸钡晶粒尺寸、相变、畴壁和晶界都会影响其介电和压电性能。实际多层陶瓷电容器中,钛酸钡通常经过固溶、稀土掺杂、晶界调控和烧结改性,介电峰会被展宽或移动,因此不能只按纯 BaTiO₃ 的相变温度判断器件温度特性。
3. 多层陶瓷电容器如何实现小型化
电容量主要受三类因素影响:介质介电常数、有效电极面积和介质层厚度。多层陶瓷电容器通过提高介电常数、减薄陶瓷介质层、增加叠层数量,在较小体积中获得较高电容量。
小型化路径 | 对电容量的贡献 | 对材料和工艺的要求 |
使用高介电钛酸钡基陶瓷 | 提高单位体积储电能力 | 高介电、低损耗、高绝缘 |
减薄介质层 | 提高电容密度 | 粉体细化、膜层均匀、缺陷少 |
增加叠层数量 | 增加有效并联面积 | 流延、叠层、压合和共烧稳定 |
使用连续内电极 | 提高有效电极面积 | 电极浆料、烧结气氛和界面匹配 |
提高陶瓷致密度 | 降低漏电和击穿风险 | 控制孔隙、裂纹和异常晶粒 |
小型化并不只是把陶瓷层做薄。介质层越薄,孔隙、粗大晶粒、杂相、裂纹和局部厚度不均越容易成为击穿弱点。因此,高容量多层陶瓷电容器需要同时满足高介电和高可靠性。
4. 钛酸钡基材料为什么通常需要改性
纯钛酸钡具有较高介电响应,但介电性能对温度和相变敏感。电子元件使用时,电容器需要在一定温度范围、直流电压和长期储存条件下保持可接受的电容量和绝缘性,因此钛酸钡基材料通常需要改性。
改性目标 | 解决的问题 | 常见方向 |
改善温度稳定性 | 避免电容量随温度大幅波动 | 钛酸锶、锆酸钙、锆酸钡等固溶或复合调节 |
降低介电损耗 | 减少发热和能量损耗 | 受主/施主掺杂配合、晶界势垒调控和氧空位迁移控制 |
提高绝缘电阻 | 降低漏电 | 稀土、锰系、镁系等添加剂与再氧化处理协同调节晶界电阻、电子缺陷和氧空位迁移 |
提高击穿强度 | 承受较高电场 | 细晶粒、高致密度、减少孔隙和裂纹 |
控制晶粒生长 | 避免异常晶粒造成局部弱点 | 掺杂、烧结助剂和烧结制度控制 |
提高批次稳定性 | 减少配方和工艺波动 | 粉体粒径、钡钛比、混合均匀性控制 |
5. 钛酸钡基电容器的容量变化:温度、直流偏压与老化
钛酸钡基Ⅱ类陶瓷电容器具有高介电常数,但电容量不是固定不变的。在使用或评价这类电容时,需要重点关注温度、直流偏压和老化三类变化。
5.1 温度变化
钛酸钡是铁电材料,晶体结构和畴响应会随温度变化。温度改变后,介电常数会随之变化,电容量也会发生变化。
温度影响因素 | 电容表现 |
晶体相变 | 电容量在特定温度区间明显变化 |
畴结构响应改变 | 介电常数随温度升降发生变化 |
缺陷和晶界响应改变 | 损耗和绝缘性可能变化 |
改性配方不同 | 温度稳定性等级不同 |
Ⅰ类陶瓷材料温度稳定性较好,介电常数较低,因此在相同尺寸和结构下电容量通常较低;Ⅱ类陶瓷材料多由钛酸钡基材料制成,可在小体积中获得较大电容量,但会受到温度影响。
5.2 直流偏压
在直流电压作用下,钛酸钡基Ⅱ类陶瓷电容器的电容量通常会下降。原因是直流电场会使部分铁电畴和极化状态趋向定向,畴壁运动和非线性极化对小信号电场的响应空间减少,从而使等效介电常数降低。
直流偏压影响 | 器件表现 |
极化趋向定向 | 小信号介电响应下降 |
畴壁运动受限制 | 有效介电常数降低 |
薄介质层内电场增强 | 击穿和可靠性压力增加 |
高容量小尺寸器件更敏感 | 工作电压下的有效电容量可能低于标称值 |
5.3 时间老化
Ⅱ类铁电陶瓷电容器在烧结冷却后、经过退老化热处理,或经历足以超过居里温度的回流焊/高温处理后,电容量会从较高初始状态开始随放置时间逐渐下降。这种现象称为老化。其原因与铁电畴逐渐稳定、缺陷与畴壁相互作用,以及晶体结构随时间趋于稳定有关。
老化通常用“老化率”表示,即在规定条件下,时间每增加十倍,电容量大约下降的比例。例如,从1小时到10小时、10小时到100小时,如果电容量按相近比例下降,就可以用老化率来描述这种变化趋势。实际评价时,应说明测试起点、测试时间、温度条件和电容量保持情况。
老化来源 | 电容表现 |
铁电畴逐渐稳定 | 可响应极化减少 |
缺陷与畴壁相互作用 | 畴壁运动受限 |
晶格状态随时间调整 | 电容量缓慢下降 |
加热超过居里温度后冷却 | 老化状态可重新开始计算 |
6. 粉体、晶粒和晶界如何影响介电性能与可靠性
多层陶瓷电容器的介质层很薄,钛酸钡基陶瓷中的孔隙、异常晶粒、局部成分偏析和晶界缺陷,都可能成为漏电或击穿的薄弱点。粉体粒径和粒径分布会影响流延成膜、烧结致密化和最终晶粒尺寸;晶粒尺寸和晶界结构会进一步影响介电常数、介电损耗、绝缘电阻、击穿强度和容量一致性。晶粒细化通常有利于薄介质层均匀性和击穿强度,但过度细化可能削弱铁电畴和畴壁对介电常数的贡献,晶粒控制应在介电常数、损耗、击穿强度和直流偏压特性之间平衡。
因此,同样是钛酸钡基配方,若粉体分散性、烧结密度、晶粒均匀性和晶界绝缘状态不同,最终电容器的容量、损耗、耐压和长期可靠性也会明显不同。
微结构因素 | 主要影响方向 | 实验中优先观察 |
粉体粒径 | 影响流延均匀性、烧结活性和最终晶粒尺寸 | 粒径分布、团聚状态、浆料分散性 |
粉体纯度 | 影响杂相、漏电和介电损耗 | 金属杂质、残余碳酸盐、相纯度 |
坯体致密度 | 影响烧结收缩、孔隙和层厚均匀性 | 生坯密度、孔隙分布、层间缺陷 |
晶粒尺寸 | 影响介电常数、畴结构、直流偏压特性和击穿强度 | 平均晶粒尺寸、晶粒尺寸分布 |
异常晶粒 | 可能形成局部电场集中和薄弱击穿点 | 粗大晶粒、局部不均区域 |
晶界结构 | 影响绝缘性、漏电、老化和可靠性 | 晶界相、晶界偏析、晶界电阻 |
孔隙和裂纹 | 降低击穿强度和机械可靠性 | 孔隙率、裂纹、分层缺陷 |
7. 烧结过程和内电极如何影响器件可靠性
多层陶瓷电容器由陶瓷介质层和金属内电极交替叠层形成。烧结过程不仅要让钛酸钡基陶瓷充分致密化,还要保持内电极连续、层间结合稳定,并减少孔洞、裂纹、残碳和异常晶粒等缺陷。
烧结和内电极匹配不好时,即使介质配方本身具有较高介电常数,器件仍可能出现漏电升高、击穿强度下降、容量分散变大或长期可靠性不足等问题。
工艺环节 | 主要影响方向 |
流延 | 影响介质层厚度、膜层均匀性和局部缺陷分布 |
叠层压合 | 关系到层间结合、厚度一致性和结构完整性 |
排胶 | 去除有机物,降低残碳、孔洞和开裂风险 |
共烧 | 促进陶瓷致密化、晶粒生长和内电极连续形成 |
气氛控制 | 影响钛酸钡缺陷状态、电极氧化还原和介质绝缘性 |
端电极处理 | 影响外部连接、焊接可靠性和端部机械强度 |
贵金属内电极体系通常以钯或银钯合金为代表,工艺窗口相对宽,但金属成本较高。银含量提高可以降低电极成本和合金熔点,但纯银通常不适合普通高温钛酸钡陶瓷内电极共烧,更多用于低温烧结体系、外电极或特定银基电极研究。镍是现代多层陶瓷电容器中重要的贱金属内电极材料,有利于降低电极成本,但需要在低氧分压或还原气氛下共烧,以避免镍氧化。因此,钛酸钡基介质需要具备抗还原能力,并通过晶界和缺陷调控维持绝缘电阻和长期可靠性。
失效表现 | 常见原因方向 |
漏电升高 | 氧空位增加、晶界绝缘不足、杂相形成或还原过度 |
击穿强度下降 | 局部薄层、孔洞、异常晶粒、裂纹或电极毛刺 |
容量分散变大 | 层厚不均、粉体分散差、烧结收缩不一致或电极覆盖不均 |
温度特性不稳定 | 相变调控不足、配方偏离、晶粒尺寸分布不均 |
机械开裂 | 陶瓷脆性、热应力、弯曲应力、焊接应力或层间结合不足 |
长期可靠性不足 | 晶界退化、缺陷迁移、湿热影响或电极界面反应 |
钛酸钡基多层陶瓷电容器的失效既可能来自外在结构缺陷,如分层、裂纹、孔洞和局部薄弱点;也可能来自内在材料问题,如晶界绝缘不足、第二相形成、氧空位过多和电子缺陷增加。评价这类器件时,应把介质配方、粉体状态、烧结制度、气氛控制和内电极匹配放在一起判断。
8. 钛酸钡基陶瓷配方是否值得继续优化,先看哪些指标
钛酸钡基陶瓷的评价不能只看介电常数。高介电常数有利于提高电容量,但如果同时伴随介电损耗升高、绝缘电阻下降、击穿强度不足、容量温度变化过大或老化明显,材料在多层陶瓷电容器中的应用价值会受到限制。
实验目标 | 优先指标 | 判断重点 |
提高电容量 | 介电常数、层厚、有效电极面积 | 介电常数提高是否伴随损耗上升 |
改善温度稳定性 | 电容量—温度曲线、介电损耗—温度曲线 | 是否满足目标温度范围 |
降低介电损耗 | 介电损耗、频率响应、漏电流 | 是否存在缺陷导电或晶界问题 |
提高耐压 | 击穿强度、孔隙率、晶粒尺寸 | 是否存在局部电场集中 |
改善长期稳定性 | 老化率、绝缘电阻、湿热测试 | 电容量和绝缘性是否随时间恶化 |
提高工艺重复性 | 粉体粒径、烧结密度、批次数据 | 配方是否具有稳定烧结窗口 |
9. 钛酸钡基电容材料中,各类化学品分别解决什么问题
钛酸钡基多层陶瓷电容器相关化学品应按它们在介质基体、温度特性、晶界缺陷、烧结成型和电极共烧中的作用来理解。不同材料解决的问题不同,用量、粒径、纯度和加入方式都会影响最终介电性能和可靠性。
材料类别 | 代表材料或组分 | 主要作用 |
主体介电材料 | 钛酸钡 | 提供高介电响应,是Ⅱ类高介电陶瓷介质的核心基体 |
温度特性调节材料 | 钛酸锶、锆酸钡、锆酸钙 | 调节相变行为和介电峰位置,改善电容量随温度变化的问题 |
稀土晶界与缺陷调节材料 | 氧化镧、氧化钇、氧化钐、氧化镝 | 调节晶粒生长、晶界势垒、绝缘电阻和长期可靠性;具体作用与离子半径、进入位点、掺量、钡钛比和烧结气氛有关。 |
缺陷与损耗调节材料 | 氧化锰、氧化镁、氧化钴 | 调节缺陷状态、漏电流、介电损耗和晶粒生长行为 |
烧结与晶界相调节材料 | 二氧化硅、氧化硼、玻璃粉体系 | 促进致密化,调节晶界相、烧结温度和烧结窗口 |
内电极材料 | 镍、银钯体系 | 形成内电极,影响共烧气氛、界面稳定性、成本和可靠性 |
成型辅助材料 | 聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂、分散剂 | 改善流延、成型、叠层、排胶和生坯强度 |
材料选择的核心关系可整理为:
选择对象 | 重点关联的问题 |
钛酸钡粉体 | 介电基础、粉体活性、烧结行为和晶粒控制 |
固溶改性材料 | 温度特性、介电峰位置和容量温度稳定性 |
晶界与缺陷调节材料 | 漏电流、介电损耗、绝缘电阻、老化和击穿强度 |
烧结助剂 | 致密度、烧结温度、晶界相和晶粒生长 |
内电极材料 | 共烧气氛、界面匹配、导电性、成本和长期可靠性 |
成型辅助材料 | 浆料稳定性、生坯强度、层厚均匀性和排胶质量 |
小结:钛酸钡决定介电基础,固溶改性材料调节温度特性,晶界和缺陷调节材料控制损耗与可靠性,烧结与成型材料影响工艺稳定性,内电极材料影响共烧条件和器件寿命。
10. 钛酸钡基陶瓷电容材料选表导航(表1-表4)
科研或实验目标 | 建议先看哪张表 | 为什么先看这张表 | 建议联动看哪张表 | 导航说明 |
建立钛酸钡基陶瓷电容介质的基础配方 | 表1 | 表1集中列出钛酸钡、钛酸锶、锆酸钡和锆酸钙,可先确定主体介质和温度特性调节方向 | 表2、表3 | 先确定钛酸钡基体和固溶调节方向,再结合合成原料、晶界和缺陷调控材料完善配方 |
从原料路线制备钛酸钡或固溶改性粉体 | 表2 | 表2包含碳酸钡、二氧化钛、碳酸锶、碳酸钙和二氧化锆,可用于固相反应和粉体合成路线设计 | 表1、表4 | 适合围绕相纯度、钡钛比、粒径、反应活性和烧结行为开展实验 |
改善电容量随温度变化的问题 | 表1 | 表1中的钛酸锶、锆酸钡、锆酸钙与钛酸钡基体关系直接,可用于调节相变行为和介电温度特性 | 表3 | 若温度稳定性仍受晶界、缺陷或损耗影响,可联动表3考察稀土氧化物和过渡金属氧化物 |
研究钛酸钡基陶瓷的晶粒尺寸、烧结致密度和相纯度 | 表2 | 表2原料决定粉体反应活性、组成均匀性和初始粒径,是影响晶粒和烧结行为的前端因素 | 表3、表4 | 可先从粉体合成和原料粒径入手,再结合掺杂调控和烧结助剂判断致密化效果 |
降低介电损耗、漏电和绝缘失效风险 | 表3 | 表3集中列出稀土氧化物、氧化铌、二氧化锰、氧化镁和氧化钴,直接对应晶界、氧空位和缺陷调控 | 表4 | 当损耗或漏电与烧结气氛、晶界相或电极共烧有关时,应联动表4检查烧结与电极条件 |
提高击穿强度和长期可靠性 | 表3 | 击穿强度与晶界绝缘、孔隙、异常晶粒和缺陷状态密切相关,表3材料可用于缺陷和晶界调节 | 表2、表4 | 需要同时检查粉体粒径、烧结致密度、孔隙、晶界相和电极界面 |
设计低温烧结或晶界相调节实验 | 表4 | 表4包含三氧化二硼、二氧化硅和成型粘结剂,可用于烧结助剂、玻璃相和流延成型相关研究 | 表3 | 若低温烧结引起介电损耗升高或绝缘性下降,应结合表3调节缺陷和晶界状态 |
建立陶瓷流延、叠层和排胶相关实验 | 表4 | 表4中的聚乙烯醇缩丁醛对应陶瓷成型和坯膜强度控制,是多层陶瓷电容器工艺研究的重要材料 | 表2 | 成型质量还受粉体粒径、分散性和固含量影响,可联动表2检查粉体来源和粒径基础 |
比较贵金属电极和贱金属电极对器件结构的影响 | 表4 | 表4包含银、镍和钯,可用于电极材料、共烧气氛和界面稳定性相关研究 | 表3 | 镍电极体系需要关注还原气氛下介质绝缘性和氧空位变化,可联动表3进行缺陷调控 |
分析容量分散大、损耗偏高或批次不稳定的原因 | 表2 | 批次差异常与原料纯度、粒径、混合均匀性和固相反应充分性有关,表2可先用于前端排查 | 表3、表4 | 先查原料与粉体过程,再检查掺杂分布、烧结制度、排胶和电极界面 |
围绕多层陶瓷电容器建立完整材料筛选路线 | 表1 | 表1先确定主体介质和温度特性调节方向,是配方设计的起点 | 表2、表3、表4 | 可按“主体介质—合成原料—晶界缺陷调控—烧结成型与电极”的顺序搭建实验路线 |
做钛酸钡基陶瓷电容材料的对照实验 | 表1 | 表1包含钛酸钡及主要温度特性调节材料,便于建立基体、固溶和改性体系之间的对照 | 表2、表3 | 对照实验应同时记录介电常数、介电损耗、温度曲线、击穿强度、绝缘电阻和烧结密度 |
表1|主体介电材料与温度特性调节材料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
主体高介电钙钛矿材料 | 12047-27-7 | 钛酸钡 | PrimorTrace™, ≥99.99% metals basis | 钛酸钡基陶瓷电容器核心介质材料,可用于高介电陶瓷、介电温度特性、晶粒尺寸效应和烧结工艺研究 | |
温度特性调节钙钛矿材料 | 12060-59-2 | 钛酸锶 | ≥99.5% metals basis, ≤5 μm | 可与钛酸钡形成固溶调节体系,用于降低相变敏感性、改善介电温度稳定性和研究钡锶钛酸盐陶瓷 | |
温度特性与相变调节材料 | 12009-21-1 | 锆酸钡 | ≥99% metals basis | 可用于钛酸钡基固溶改性和相变调节,适合研究介电峰展宽、温度稳定性和高绝缘陶瓷配方 | |
温度特性与晶粒调控材料 | 12013-47-7 | 锆酸钙 | ≥99.7% metals basis | 可用于钛酸钡基陶瓷的锆钙组分调节,常用于改善温度特性、晶粒生长控制和介电可靠性研究 |
表2|钛酸钡基粉体合成与固溶组分原料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
钙源与锆酸钙合成原料 | 471-34-1 | 碳酸钙 | 无水级, ACS, ≥99% | 可作为钙源用于锆酸钙、钙改性钛酸钡和固相反应体系,适合研究钙组分对晶粒和介电温度特性的影响 | |
钛酸盐合成钛源 | 13463-67-7 | 纳米二氧化钛 | 电子级,≥99.8% metals basis,300-700nm | 可作为钛酸钡和钛酸锶合成钛源,纳米粒径有利于固相反应活性、粉体均匀性和烧结行为研究 | |
钛酸钡合成钡源 | 513-77-9 | 碳酸钡 | 电子级,≥99.8% metals basis | 钛酸钡粉体固相合成常用钡源,可用于钡钛比控制、相纯度优化和高介电陶瓷原料配方研究 | |
钛酸锶合成锶源 | 1633-05-2 | 碳酸锶 | 电子级, ≥99.5%, 0-1μm | 可作为锶源用于钛酸锶及钡锶钛酸盐体系制备,适合研究锶组分对介电温度稳定性和相变行为的影响 | |
锆酸盐与锆改性原料 | 1314-23-4 | 二氧化锆 | ≥99% | 可作为锆源用于锆酸钡、锆酸钙和钛酸钡锆改性体系,适合研究锆组分对相变、绝缘性和击穿强度的影响 |
表3|晶界、缺陷、绝缘性与介电损耗调控材料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
稀土晶界调节材料 | 12060-58-1 | 三氧化二钐分散体 | 纳米颗粒,<100纳米粒径(BET) | 可用于钛酸钡基陶瓷稀土改性,适合研究晶界绝缘、晶粒生长控制和介电可靠性 | |
施主型改性材料 | 1313-96-8 | 独石氧化铌 | 电子级, ≥99.98% metals basis | 可用于五氧化二铌参与的铌掺杂钛酸钡体系,研究施主掺杂、电荷补偿、晶粒生长和介电响应;需结合钡钛比、共掺杂和烧结气氛判断绝缘性变化 | |
受主型缺陷调控材料 | 1313-13-9 | 二氧化锰 | PureSpectra™, 光谱纯 | 可用于钛酸钡基陶瓷中调节氧空位、降低漏电和介电损耗,适合高绝缘和老化稳定性研究 | |
稀土晶界与绝缘调节材料 | 1312-81-8 | 氧化镧 | PureSpectra™, 光谱纯 | 可用于钛酸钡基陶瓷稀土掺杂和晶界调控,适合研究绝缘电阻、介电损耗和温度稳定性 | |
稀土晶界与烧结调节材料 | 1314-36-9 | 氧化钇 | PrimorTrace™, ≥99.999% metals basis | 可用于改善钛酸钡基陶瓷晶界状态、烧结行为和介电可靠性,适合高纯电子陶瓷配方研究 | |
过渡金属缺陷调控材料 | 1307-96-6 | 一氧化钴 | PrimorTrace™, ≥99.99% metals basis | 可用于调节钛酸钡基陶瓷缺陷状态和导电行为,适合漏电、介电损耗和烧结气氛影响研究 | |
晶粒与绝缘调控材料 | 1309-48-4 | 氧化镁 | PrimorTrace™, ≥99.99% metals basis | 可用于钛酸钡基陶瓷晶粒生长控制和绝缘性调节,适合研究击穿强度、晶界结构和介电损耗 | |
稀土晶界与可靠性调节材料 | 1308-87-8 | 氧化镝 | PrimorTrace™, ≥99.99% metals basis | 可用于钛酸钡基陶瓷稀土改性,适合研究晶界绝缘、温度稳定性、老化行为和高可靠电容介质 |
表4|玻璃相调节、陶瓷成型辅助与电极对照材料
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
陶瓷成型粘结剂 | 63148-65-2 | Mowital® SB 60 HH 聚乙烯醇缩丁醛(PVB) | 固含量≥97.5%,粘度120.0 - 280.0 mPa.s | 可用于陶瓷流延、叠层和成型过程,提高坯膜强度、柔韧性和层间结合稳定性 | |
低温烧结与玻璃相组分 | 1303-86-2 | 三氧化二硼 | 超纯级, ≥99.9995% metals basis | 可作为玻璃相和低温烧结组分,用于改善致密化、降低烧结温度和调节晶界相 | |
低温烧结与晶界相组分 | 7631-86-9 | 二氧化硅 | AR, ≥99% | 可用于玻璃相、晶界相和烧结助剂体系,适合研究致密化、晶粒控制和介电损耗变化 | |
银基电极粉体材料 | 7440-22-4 | 银 | D50:0.30-0.50μm,比表面积:0.8-1.5m2/g | 细粒径银粉,可用于银基电极浆料、低温烧结电极和银钯电极体系的对照研究,适合考察金属粉体分散性、电极连续性、导电性和陶瓷界面匹配;用于钛酸钡基介质时需结合烧结温度和银迁移风险判断 | |
镍基内电极粉体材料 | 7440-02-0 | 镍 | PrimorTrace™ ≥99.99% metals basis powder,<150μm | 可作为镍内电极体系和非贵金属电极体系的研究原料,用于考察还原气氛共烧、抗还原钛酸钡介质、镍—陶瓷界面反应和电极稳定性;粒径范围较宽,若用于薄介质层内电极浆料,需进一步评估粒径分布、分散性和烧结收缩匹配 | |
贵金属电极粉体材料 | 7440-05-3 | 钯粉 | ≥99.9% metals basis ≤1μm | 亚微米级钯粉,可用于钯电极和银钯合金电极体系研究,适合考察贵金属电极的耐烧结性、电极连续性、界面稳定性和与钛酸钡基陶瓷的共烧匹配,也可作为镍电极体系的贵金属对照 |
注:以上为阿拉丁代表产品,更多产品规格可用‘品名/CAS/货号’在阿拉丁官网检索。
参考文献
[1] Acosta M., Novak N., Rojas V., Patel S., Vaish R., Koruza J., Rossetti G. A., Rödel J. BaTiO₃-based piezoelectrics: Fundamentals, current status, and perspectives. Applied Physics Reviews, 2017, 4: 041305.
[2] Buscaglia V., Randall C. A. Size and scaling effects in barium titanate. An overview. Journal of the European Ceramic Society, 2020, 40: 3744–3758.
[3] Kahn M. Multilayer Ceramic Capacitors: Materials and Manufacture. Kyocera AVX.
[4] Rawal B. S., Chan N. H. Conduction and Failure Mechanisms in Barium Titanate Based Ceramics Under Highly Accelerated Conditions. Kyocera AVX.
[5] TDK Product Center. What is the difference between a Class I capacitor and a Class II capacitor?
[6] TDK Product Center. Does the capacitance of an MLCC change with temperature?
[7] TDK Product Center. What is MLCC “aging”?
更多相关文章,详见下方:
钙钛矿光伏/PeLED 前驱体指南:金属卤化物盐的选型、关键条件与可复现性能(含产品表1–表4及选型导航)
危险品化学品经营许可证(带存储)