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第2章介电陶瓷2
§4 电容器介质陶瓷材料
铁电介质陶瓷 电介质陶瓷按EIA标准分为三类:
I 类陶瓷介质-主要是用于制造高频电路中使
高频介质陶瓷
用的陶瓷介质电容器
半导体介质陶瓷 II 类陶瓷介质-主要用于制造低频电路中使
用的陶瓷介质电容器,一般为铁电陶瓷
反铁电介质陶瓷
III 类陶瓷介质-半导体陶瓷介质,其表观介
微波介质陶瓷 电常数很高,约7000~100000,甚至可达
300000~400000 。
陶瓷电容器
薄膜电容器(Thin-Film Capacitors)
厚膜电容器(Thick-Film Capacitors)
园片电容器(Single-Layer Discrete Capacitors)
多层电容器(Multilayer Ceramic Capacitors, MLCC)
阻挡层电容器 (Barrier-Layer Capacitors)
1 含钛陶瓷的还原性
TiO 的还原能力
2
TiO 在还原气氛下很容易失去部分氧,在晶格中产生氧空位
2
如在CO气氛下:
TiO + xCO →[Ti4+ Ti3+ ]O2- xVo ¨+ xCO ↑
2 1-2x 2x 2-x 2
由于TiO 的还原,使材料的介电性能劣化,体积电阻率下降,
2
介质损耗增加,抗电强度降低。
引起TiO 部分还原和失氧的原因
2
(1) 烧成时由于还原气氛(如CO、H 等)引起,在H 气氛下的反应为:
2 2
TiO + xH →[Ti4+1-2xTi3+2x]O2-2-xxVo ¨+ xH O↑
2 2 2
(2) 高温热分解(高温失氧),该作用在1400oC 以上急剧进行
TiO →[Ti4+1-2xTi3+2x]O2-2-xxVo ¨+ x/2 O ↑
2 2
(3) 杂质的作用 原料中含有Nb5+、Ta5+等高价杂质离子,与Ti4 +进行不
等价置换,
(1-x)TO +x/2 Nb O →(Ti4+1-2xTi3+x Nb5+x)O +x/4 O ↑
2 2 5 2 2
(4) 当TiO 陶瓷电容器使用银电极且长期在高温、高湿和直流电
2
场下工作时,发生电化学反应而使Ti4 +被还原为Ti3+:
正极:Ag0 →Ag+ +e
负极:Ti4 + +e →Ti3+
提高抗还原性
根据缺陷化学原理,施主掺杂缺陷的补偿多为阳离子空位和自由电子
D O →2D • +V ′′ +3O
2 3 Ba Ba O
D O →2D • +2O + 1 O +2e′
2 3
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