摘 要

多层陶瓷电容器（MLCC）是当今电子信息产业中最重要的元器件之一，是在通信、航空航天、军用、汽车电子、消费数码等领域诸多电子设备的重要组件，具有使用面广、用量大而不可取代的特点。为了满足电子工业的新需求，当前MLCC技术仍需向着微型化、大电容、多层化、低成本、宽温度范围和环境友好的方向发展。

本文以0.6(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃-0.4NaNbO₃（0.6NBT-0.4NN）陶瓷介质材料为基体，分别引入不同含量的MnO₂，MgO，Y₂O₃，探究不同种类的掺杂和掺杂量对0.6NBT-0.4NN陶瓷相结构、介电性质和抗还原性能的影响。通过对比发现MgO掺杂的0.6NBT-0.4NN的性质优于MnO₂和Y₂O₃掺杂。继而对MgO掺杂进行了深入的探究，XRD谱图表明：该陶瓷体系在x=0-1.5%范围内仍是纯钙钛矿结构，没有明显的第二相衍射峰出现。MgO扩散到NBT晶体结构中，而没有引起其结构的变化。通过对比结果显示（1-x）[0.6NBT-0.4NN]-xMgO（x=0.5%）时的综合性能最佳，具有十分优良的电容温度稳定性，在-55℃~205℃的温度范围内容温变化率保持在15%以内，且其绝缘电阻率提高到10⁸Ω•cm。

关键词：多层陶瓷电容（MLCC）；Na_0.5Bi_0.5TiO₃-NaNbO₃陶瓷；掺杂改性；抗还原陶瓷

Abstract

Nowadays, Multilayer ceramic capacitors (MLCC) have been one of the most important components of electronic information industry, which play a indispensable role in the field of communication equipment, aerospace, military, automotive electronics, digital consumer and some other fields. To meet with the demand of development of Electronics Industry, MLCC are developing towards the direction of miniaturization, high-capacity, wide temperature, high pressure and high-frequency.

The paper use the 0.6(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃-0.4NaNbO₃（0.6NBT-0.4NN） dialectic material as the substrate, introducing different amounts of MnO₂, MgO, Y₂O₃ in the NBT-NN substrate respectively, exploring different types of doping and doping amount of 0.6 NBT-0.4NN ceramic phase structures and dielectric properties and then give an intensive study of MgO doped compositions. XRD spectra showed that the ceramic system exhibited pure perovskite structure in the range of 0-1.5% without any second phase diffraction peak. MgO diffuses into the crystal structure, which remain the crystal strucutre. By comparing the results show that (1-x) [0.6NBT-0.4NN]-xMgO at x=0.5% exhibits the optimal electrical properties with a very good temperature stability of capacitance at -55 ℃ ~ 205 ℃ and the temperature change rate is maintained at less than 15%, and the insulation resistance up to 10⁸Ω•cm.

Keywords：multi-layer ceramic capacitors；Na_0.5Bi_0.5TiO₃-NaNbO₃ ceramics；dopants；non-reducible ceramic

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 MLCC简介 1

1.2 MLCC发展趋势 2

1.4 NBT材料体系介绍 5

1.5 NBT-NN材料体系介绍 6

1.6论文研究思路及研究内容 6

1.6.1论文研究思路 6

1.6.2论文研究内容 7

第2章 抗还原陶瓷的制备工艺、结构及性能表征 8

2.1 BNT-NN基介质陶瓷的制备 8

2.2原料及设备 8

2.3 陶瓷样品的结构和性能表征 9

2.3.1 X射线衍射分析(XRD) 9

2.3.2介电性能测试 9

2.3.3显微结构分析（SEM） 10

2.3.4陶瓷抗还原性能的表征 10

第3章 0.6NBT-0.4NN陶瓷制备研究 11

3.1 0.6NBT-0.4NN陶瓷的制备 11

3.2 0.6NBT-0.4NN陶瓷的相结构和性能表征 12

3.3 0.6NBT-0.4NN陶瓷氧化物掺杂剂筛选 13

3.3.1 0.6NBT-0.4NN掺杂陶瓷的介电性能 14

3.3.2 氧化物掺杂0.6NBT-0.4NN陶瓷的抗还原性能 15

3.4 MgO掺杂0.6NBT-0.4NN陶瓷的性能表征 16

3.4.1 MgO掺杂0.6NBT-0.4NN陶瓷的相结构 16

3.4.2 MgO掺杂0.6NBT-0.4NN陶瓷的显微结构 16

3.4.3MgO掺杂0.6NBT-0.4NN陶瓷的介电性能 17

3.4.4MgO掺杂0.6NBT-0.4NN陶瓷的抗还原性能 20

第4章 结 论 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪 论

1.1 MLCC简介

电容器是一种能够存储电能的元件，广泛应用于隔直、旁路、耦合、滤波、谐振和控制电路等方面^[1]，是在通信、航空航天、军用、汽车电子、消费数码等领域诸多电子设备的重要组件，其使用面广、用量大且不可被取代。

步入20世纪90年代，世界电子技术得到了飞跃的发展，电子设备的小型化、轻薄化、轻量化、多功能化的发展趋势^[2]，以笔记本电脑、平板显示、手机等为代表的电子产品不断更新换代，对无源元件（电容、电阻、电感）的小型化和高度集成化发展提出了新的要求和挑战。随着表面组装技术（SMT）的迅速发展，具有小型特点的贴片式电子元件——片式电容应运而生。

电容器依据电介质的种类可分为：电解电容器、空气介质电容器、有机介质电容器、无机介质电容器等。无机介电材料以其良好的耐高温、耐化学腐蚀的优良性能，有着其他材料不可比拟的优势。其中，陶瓷类无机介电材料是电容器产业中最为广泛使用的一种材料。