改性(Sr,Ca)TiO3基储能陶瓷介电及MLCC性能研究

作者：陈永虹; 林志盛; 张子山; 陈本夏; 王根水^*

来源：无机材料学报, 2022, 37(09): 976-982.

• (Sr,Ca)TiO3
• 瓷粉
• 脉冲
• 多层瓷介电容器

工业级脉冲储能多层瓷介电容器(MLCC)是现阶段国内研制和生产电子启动装置的重要元器件,针对国内主要有机薄膜电容器尺寸大、寿命短、可靠性较低的不足,本研究采用传统固相反应法,制备了SrTiO3和CaTiO3基的脉冲储能介质陶瓷材料,研究了微量助烧剂掺杂,以及Sr2+/Ca2+相互掺杂对陶瓷材料的介电性能的影响,并进一步制备和研究了以(Sr,Ca)Ti O3为基体MLCC性能。实验结果表明:通过加入质量分数1.0%的助烧剂,引入微量Bi3+可取代Sr2+,提高了SrTiO3材料的介电常数,而Bi3+对CaTiO3基材料的介电性能无明显影响;Mn元素有效抑制高温烧结中Ti4+的还原,降低介电损耗;加入助烧剂有效降低瓷粉的烧结温度,提高材料的致密性。(SrxCa1-x)TiO3体系的MLCC可保持较高的介电常数和较低的介电损耗,当x=0.4时,其介电损耗tanδ=1.8×10–4,击穿强度为59.38 V/μm,高低温放电电流变化率为±7%,放电稳定,在常温和高温(125℃)下经1000次循环充放电实验均未失效,是一种在不同电场强度下具有相对较优的容量稳定性以及较高可靠性的脉冲特性(Sr,Ca)TiO3基电容器陶瓷介质材料。

• 单位
  福建火炬电子科技股份有限公司; 中国科学院上海硅酸盐研究所