Οξείδια σπάνιων γαιών στα MLCC

Ως κρίσιμο συστατικό των MLCC, τα κεραμικά διηλεκτρικά υλικά διαδραματίζουν αποφασιστικό ρόλο στον καθορισμό της απόδοσης των MLCC.και λεπτή στρώση, έχουν τεθεί υψηλότερες τεχνικές απαιτήσεις για τις κεραμικές διηλεκτρικές σκόνες με υψηλή αντίσταση τάσης, υψηλή διηλεκτρική σταθερά και υψηλή αξιοπιστία.Τα οξείδια σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται ευρέως στην κεραμική, συμπεριλαμβανομένου του οξειδίου του κερίου, του οξειδίου του λανθάνου, του οξειδίου του νεωδίμου, του οξειδίου του δυσπροσίου, του οξειδίου του σαμαρίου, του οξειδίου του χολμίου, του οξειδίου του ερβίου κλπ.Το ντόπινγκ κεραμικών με μικρές ή ιχνοστοιχίες σπάνιων γαιών μπορεί να αλλάξει σημαντικά τη μικροδομή, σύνθεση φάσης, πυκνότητα, μηχανικές ιδιότητες, φυσικοχημικές ιδιότητες και συμπεριφορά συγκόλλησης των κεραμικών υλικών.Η τροποποίηση μέσω ντόπινγκ με οξείδια σπάνιων γαιών είναι μία από τις οδούς για την παραγωγή υψηλής ποιότητας κεραμικών διηλεκτρικών σκόνης για MLCC..

Ως σημαντικά στοιχεία ντόπινγκ στις διηλεκτρικές σκόνες MLCC,τα οξείδια σπάνιων γαιών μπορούν να βελτιώσουν αποτελεσματικά την αξιοπιστία των MLCC και είναι απαραίτητες πρώτες ύλες για την ανάπτυξη υψηλής ποιότητας κεραμικών σκόνης για τους MLCCΟι κεραμικές σκόνες για τους MLCC ταξινομούνται κυρίως σε τρεις κατηγορίες (Y5V, X7R και COG).Τα υλικά X7R είναι η προδιαγραφή με τον πιο έντονο παγκόσμιο ανταγωνισμό και είναι επίσης μία από τις ποικιλίες με τη μεγαλύτερη ζήτηση της αγοράς και τη μεγαλύτερη χρήση σε ηλεκτρονικό εξοπλισμόΗ αρχή κατασκευής τους βασίζεται στην τροποποίηση κεραμικού υλικού βαρίου τιτανικού (BaTiO3) σε νανοκλίμακα.

Το τιτανικό βαρίου είναι μία από τις κύριες πρώτες ύλες για την κατασκευή MLCCs.καθαρό τιτανικό βαρίου έχει μεγάλο συντελεστή θερμοκρασίας χωρητικότητας, υψηλή θερμοκρασία συγκόλλησης και σχετικά υψηλή διαλεκτρική απώλεια, καθιστώντας το ακατάλληλο για άμεση χρήση στην κατασκευή κεραμικών πυκνωτών.

Η έρευνα δείχνει ότι οι διηλεκτρικές ιδιότητες του τιτανικού βαρίου συνδέονται στενά με την κρυσταλλική του δομή.βελτιώνοντας έτσι τις διηλεκτρικές του ιδιότητεςΑυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι το ντοπι­σμένο λεπτόσφαιρο τιτανικό βαρίου σχηματίζει μια δομή πυρήνα-κέλους, η οποία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση των θερμοκρασιακών χαρακτηριστικών της χωρητικότητας.

Η προσθήκη στοιχείων σπάνιων γαιών στη δομή του τιτανικού βαρίου είναι μία από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της συμπεριφοράς συντρίψεως και της αξιοπιστίας των MLCC.Η έρευνα σχετικά με τη ντόπινγκ ιόντων σπάνιων γαιών στο τιτανικό βαρίου χρονολογείται από τις αρχές της δεκαετίας του 1960Η προσθήκη οξειδίων σπάνιων γαιών μειώνει την κινητικότητα του οξυγόνου, η οποία μπορεί να ενισχύσει τη σταθερότητα της διηλεκτρικής θερμοκρασίας και την ηλεκτρική αντίσταση των διηλεκτρικών κεραμικών.βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας του προϊόντοςΣυχνά προστιθέμενα οξείδια σπάνιων γαιών περιλαμβάνουν το οξείδιο του ιτρίου (Y2O3), το οξείδιο του δυσπροσίου (Dy2O3) και το οξείδιο του χόλμιου (Ho2O3), μεταξύ άλλων.

Η ιονική ακτίνα των ιόντων σπάνιων γαιών έχει κρίσιμη επίδραση στη θέση της κορυφής Curie στις κεραμικές ύλες με βάση το τιτανικό βαρίου.Το ντόπινγκ με στοιχεία σπάνιων γαιών διαφορετικών ακτίνων αλλάζει τις παράμετροι πλέγματος των κρυστάλλων με δομή πυρήνα-κέλυφοςΤο ντόπινγκ με ιόντα σπάνιων γαιών μεγαλύτερης ακτίνας προκαλεί μια ψευδο κυβική φάση στο κρύσταλλο και παράγει υπολειμματικό στρες μέσα σε αυτό.Η εισαγωγή ιόντων σπάνιων γαιών μικρότερης ακτίνας παράγει λιγότερο εσωτερικό στρες και αναστέλλει τις μεταβάσεις φάσης στη δομή πυρήνα-κέλουςΑκόμη και πρόσθετα που χρησιμοποιούνται σε μικρές ποσότητες, τα χαρακτηριστικά των οξειδίων των σπάνιων γαιών (όπως το μέγεθος ή το σχήμα των σωματιδίων) μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη συνολική απόδοση ή την ποιότητα του προϊόντος.Οι MLCC υψηλών επιδόσεων συνεχίζουν να αναπτύσσονται προς τη μικροποίησηΤα πιο προηγμένα προϊόντα MLCC στον κόσμο έχουν εισέλθει στη νανοκλίμακα.Τα οξείδια σπάνιων γαιών θα πρέπει να έχουν μέγεθος σωματιδίων σε νανοκλίμακα και καλή διασπορά σκόνης.