無鉛低損耗Y5P-152高壓介質瓷料的研究.pdf

1、環(huán)境問題現在已經廣泛存在于全世界，關系到我們每個人。為了保護地球環(huán)境，我們所使用的材料必須從根本上得到解決，因此非鉛基的低損耗中高壓瓷料越來越受到眾多材料工作者的關注。 以Sr-Bi-Ti系瓷料為工藝研究對象，嚴格控制制備過程中的各個環(huán)節(jié)。采用SEM等分析技術，研究了制備工藝對該類瓷料介電性能的影響。其中著重研究了不同攪磨時間和轉速、不同燒結溫度和保溫時間對瓷料介電性能的影響，確定出最佳工藝制備參數。研究結果表明：攪磨時間過長或

2、轉速過快，對瓷料進一步細化作用不大，反而帶入雜質幾率增大，對瓷料介電性能不利。攪磨時間過短或轉速過慢又對瓷料細化不夠。綜合考慮，最佳攪磨時間為1.5～1.8h，轉速為300轉/分鐘。燒結溫度和保溫時間兩者相互制約、相互補充，燒結溫度高，則保溫時間短；燒結溫度低，則保溫時間相應延長。該瓷料最佳燒結溫度范圍為1190℃～1220℃，保溫時間為2h。 研究了Bi<,2>O<,3>·TiO<,2>含量對系統(tǒng)介電性能的影響并討論了其原因。

3、研究發(fā)現：Bi<,2>O<,3>·TiO<,2>可大幅提高瓷料的介電常數，但含量不能超過10mol％，否則將引起介電常數降低、介質損耗大幅增加。由于Sr/Ti比的減少，Bi<,2>O<,3>·TiO<,2>可以降低體系的燒結溫度。摻雜改性研究表明：摻入少量MgTiO<,2>可使材料結構致密，缺陷減少，同時提高介電常數和降低介溫變化率。另外，Dy<,2>O<,3>和MnO<,2>的摻入可細化瓷料晶粒，Dy<,2>O<,3>含量在0.4％～

4、0.6％時能較大提高介電常數，MnO<,2>含量在0.3％左右時能降低介質損耗，提高交直流耐壓。復合摻雜0.1％～0.2％的Nb<,2>O<,3>、SiO<,2>能阻止晶粒長大，降低瓷料的介溫變化率。 通過一系列的工藝和配方實驗，最終研制出介電常數ε<,τ>≥1450，介質損耗角正切值tg δ≤0.15％，抗電強度E<,b>≥10KV/mm[DC]，E<,b>≥4KV/mm[AC]，容溫特性滿足Y5P，即((C<,-30℃>-C