【摘 要】
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电容器在电子通信领域有广泛的应用。但是,传统电容器难以满足一些特殊领域对电容器的性能要求,例如航空航天,石油勘探和汽车电子等领域,这些领域需要电容器具有更宽的温度使用范围（≥300℃）。钛酸铋钠（Bi0.5Na0.5TiO3）基陶瓷由于较高的居里温度（520℃）及较强的弥散性相变特征,成为了宽温电容器理想的介质材料。本文研究了掺杂改性对Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷介电温度稳定性以及介电损耗的影
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电容器在电子通信领域有广泛的应用。但是,传统电容器难以满足一些特殊领域对电容器的性能要求,例如航空航天,石油勘探和汽车电子等领域,这些领域需要电容器具有更宽的温度使用范围（≥300℃）。钛酸铋钠（Bi0.5Na0.5TiO3）基陶瓷由于较高的居里温度（520℃）及较强的弥散性相变特征,成为了宽温电容器理想的介质材料。本文研究了掺杂改性对Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷介电温度稳定性以及介电损耗的影响,并以最佳性能的陶瓷材料作为介质层制备出了多层陶瓷电容器。以下是论文的主要研究结果:（1）采用固相烧结法制备了（1-x）（0.9Bi05Na0.5TiO3-0.1BiAlO3）-xNaTaO3 陶瓷,XRD测试表明各组分为纯钙钛矿结构。缺陷偶极子（Al’Ti-O··-Al’Ti）抑制了氧空位的迁移,使得介电损耗降低,NaTaO3的掺杂,增强了体系的弛豫相。其中组分0.75（0.9Bi0.5Na0.5TiO3-0.1BiAlO3）-0.25NaTaO3在-100～334℃温度范围内,同时满足介电损耗tanδ ≤0.02以及介电常数变化率Δε’/ε’25℃±15%;进而将该组分与70Ag/30Pd电极进行共烧制备了 MLCC,其在1 kHz、-100～398℃的温度范围内,同时满足介电损耗tanδ ≤ 0.02,介电常数变化率Δε’/ε’25℃±15%。（2）制备了（1-x）Bi0.51Na0.5TiO3-xNaTaO3陶瓷体系,研究了 Bi元素过量掺杂的情况下,NaTaO3掺杂对体系结构和电学性能的影响。Bi元素的过量掺杂抑制了氧空位的产生,降低了介电损耗,NaTaO3浓度的增加,提高了体系的弛豫性。其中组分0.8Bi0.51Na0.5TiO3-0.2NaTaO3在1 kHz、-100～398℃的温度范围内,同时满足介电损耗tanδ≤0.02和介电常数变化率Δε’/ε’25℃±15%。将该组分与70Ag/30Pd电极进行共烧制备了 MLCC,其在1 kHz、-100～446℃温度范围内,同时满足介电损耗tanδ≤0.02,介电常数变化率Δε’/ε’25℃≤±15%。（3）制备了掺杂烧结助剂的0.8Bi0.51Na0.5TiO3-0.2NaTaO3陶瓷粉体,由于烧结助剂在陶瓷晶界的偏聚,陶瓷烧结过程中产生了液相烧结,陶瓷的烧结温度由1140℃降低到910℃,910℃烧结获得的陶瓷,在1 kHz、-92～316℃的温度内,同时满足介电损耗tanδ≤0.02和介电常数变化率Δε’/ε’25℃≤±15%。随着陶瓷的烧结温度降到Ag熔点以下,选用Ag作为内电极和掺杂烧结助剂的0.8Bi0.51Na0.5TiO3-0.2NaTaO3共烧制备了 MLCC,在1 kHz、-100～352℃的温度范围内,同时满足介电损耗tanδ≤ 0.02,介电常数变化率Δε’ε’25℃≤±15%。该技术有效降低了 MLCC的制作成本。
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