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        熱壓燒結SiC/CCTO陶瓷電容器的工藝和性能

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        熱壓燒結SiC/CCTO陶瓷電容器的工藝和性能

        發布日期:2018-03-02 作者: 點擊:

        碳化硅(SiC)具有半導性和良好的導熱性,近年來被應用于邊界層陶瓷電容器領域,通過控制邊界層的成分和結構,可以成功制備出高介電常數的SiC基邊界層陶瓷電容器,其高溫段的介電常數遠高于傳統的鈦酸鹽類介電材料,具有廣闊的應用前景。對SiC陶瓷電容器的前期研究結果發現,其高介電常數出現在高溫區;由于邊界層結構的影響,其介質損耗非常高。因此,如何降低SiC電容器的介質損耗是今后該領域研究的一個重點。為了解決這些問題,熱壓燒結爐需要選擇合適的第二相,降低SiC電容器的介質損耗,改善介電常數的溫度穩定性。

        Ramirez和Subramanian等人發現具有類鈣鈦礦結構的CaCu3Ti4O12(CCTO)具有優異的介電性能。在100~600 K的溫度范圍內具有很高的介電系數,并且幾乎恒定不變,沒有發現有相變發生,這是鐵電或弛豫材料都難以達到的。由于極高的介電常數,CCTO被譽為“巨介電性能”材料。此外,CCTO還具有介質損耗較低、制備工藝簡單、燒結溫度低等優點,引起材料工作者的極大興趣。但是CCTO介電性能對制備過程很敏感。不同工藝條件制得的樣品的介電常數差別很大,進一步研究發現,CCTO內部缺陷和晶粒尺寸大小對其介電性能影響都比較大。D.Capsoni等研究了摻雜和CuO偏析對CCTO電輸運和介電性能的作用,通過Fe、Ni、Co取代Ti位和CuO偏析,可以使純CCTO試樣晶界層的介電性大大提高,而晶體的體電容率受摻雜物的影響很小(90≤ξ1≤180),這表明其高介電性是由于晶界層的作用。他們指出:在空氣中,通過中溫(1323℃)固相反應,就可以制得內部阻擋層的CCTO電容器材料,通過選擇合適的摻雜物,可以有效提高CCTO的介電性能。

        CCTO在常溫時就具有極高的介電常數,而且具有優異的溫度獨立性,沒有相變發生,CCTO的介電損耗較低,若使SiC與CCTO復合,制得SiC/CCTO復合陶瓷電容器,則有望獲得在低溫范圍和高溫范圍都具有極高介電常數的陶瓷電容器。

        熱壓燒結爐

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