اکسیدهای خاکی کمیاب در MLCCها

به عنوان یک جزء حیاتی از MLCC ها، مواد دی الکتریک سرامیکی نقش تعیین کننده ای در تعیین عملکرد MLCC ها دارند.و لایه بندی نازک، الزامات فنی بالاتر برای پودرهای دی الکتریک سرامیکی با مقاومت ولتاژ بالا، ثابت دی الکتریک بالا و قابلیت اطمینان بالا قرار داده شده است.اکسید های زمین های نادر به طور گسترده ای در سرامیک استفاده می شوداز جمله اکسید سیریوم، اکسید لانتان، اکسید نئودیمیوم، اکسید دیسپروسیوم، اکسید ساماریوم، اکسید هولمیوم، اکسید اربیوم و غیره.استفاده از سرامیک با مقادیر کمی یا ردیابی از زمین های نادر می تواند به طور قابل توجهی ساختار میکرو را تغییر دهد.، ترکیب فاز، تراکم، خواص مکانیکی، خواص فیزیک شیمیایی و رفتار سینتر کردن مواد سرامیکی. بنابراین،اصلاح از طریق دوپینگ با اکسید های زمین های نادر یکی از راه های به دست آوردن پودرهای دی الکتریک سرامیکی پیشرفته برای MLCC است..

به عنوان مواد مهم در پودرهای دی الکتریک MLCC،اکسید های زمین های نادر می توانند به طور موثر قابلیت اطمینان MLCC را بهبود بخشند و مواد اولیه ضروری در توسعه پودرهای سرامیکی پیشرفته برای MLCC هستند.پودرهای سرامیکی برای MLCC ها عمدتاً به سه دسته (Y5V، X7R و COG) طبقه بندی می شوند.مواد X7R مشخصات با شدیدترین رقابت جهانی هستند و همچنین یکی از گونه هایی هستند که بیشترین تقاضا و استفاده از بازار را در تجهیزات الکترونیکی دارنداصول تولید آنها بر اساس اصلاح مواد سرامیکی تیتانات باریوم (BaTiO3) در مقیاس نانو است.

تیتانات باریوم یکی از مواد اولیه اصلی برای تولید MLCC است.تیتانات باریوم خالص دارای یک ضریب درجه حرارت ظرفیت بزرگ است، دمای سینتر کردن بالا و از دست دادن دی الکتریک نسبتاً بالا، باعث می شود که برای استفاده مستقیم در تولید خازن سرامیکی مناسب نباشد.

تحقیقات نشان می دهد که خواص دی الکتریک تیتانات باریوم به طور نزدیک با ساختار کریستالی آن مرتبط است. با استفاده از روش های دوپینگ، ساختار کریستالی تیتانات باریوم را می توان کنترل کرد.در نتیجه خواص دی الکتریک آن را بهبود می بخشداین امر عمدتاً به این دلیل است که تیتانات باریوم دانه نازک دوپ یک ساختار هسته ای تشکیل می دهد که نقش مهمی در بهبود ویژگی های دمایی ظرفیت دارد.

تزریق عناصر زمین های نادر به ساختار تیتانات باریوم یکی از روش هایی است که برای بهبود رفتار سینتر و قابلیت اطمینان MLCC استفاده می شود.تحقیقات در مورد استفاده از یون های نادر زمین در تیتانات باریوم به اوایل دهه 1960 برمی گردد.اضافه کردن اکسید های زمین های نادر تحرک اکسیژن را کاهش می دهد که می تواند ثبات دمای دی الکتریک و مقاومت الکتریکی سرامیک دی الکتریک را افزایش دهد.در نتیجه بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان محصولاکسید های زمین های نادر که معمولاً اضافه می شوند شامل اکسید یتریوم (Y2O3) ، اکسید دیسپروسیوم (Dy2O3) و اکسید هولمیوم (Ho2O3) ، از جمله موارد دیگر می باشند.

شعاع یونی یون های زمین های نادر تأثیر مهمی بر موقعیت قله کیوری در سرامیک های مبتنی بر تیتانیات باریوم دارد.دوپینگ با عناصر نادر زمین از شعاع های مختلف تغییر پارامترهای شبکه از بلور با یک ساختار هسته پوسته، در نتیجه تغییر استرس داخلی در داخل کریستال ها. دوپینگ با یون های زمین های نادر شعاع بزرگتر باعث ایجاد یک فاز شبه مکعب در کریستال می شود و استرس باقیمانده را در آن ایجاد می کند. برعکس،معرفی یون های زمین های نادر با شعاع کوچکتر باعث ایجاد استرس داخلی کمتر و مهار انتقال فاز در ساختار هسته پوسته می شودحتی افزودنی هایی که در مقادیر کمی استفاده می شوند، ویژگی های اکسید های زمین های نادر (مانند اندازه ذرات یا شکل) می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد یا کیفیت کلی محصول تأثیر بگذارد.MLCCهای با کارایی بالا به سمت کوچک سازی ادامه می دهند، تعداد لایه های بالا، ظرفیت بالا، قابلیت اطمینان بالا و هزینه پایین. پیشرفته ترین محصولات MLCC در جهان وارد مقیاس نانو شده اند.اکسید های زمین های نادر باید دارای اندازه ذرات نانومحدود و پراکندگی خوب پودر باشند..