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著科學技術的不斷進步,尤其是信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對電子陶瓷的功能和性能要求越來越高,希望能有新型高性能電子陶瓷出現(xiàn),人們便注意到具有特異改性功能的稀土材料在電子陶瓷中的應用研究。


稀土在電子陶瓷中的應用十分廣泛。主要有氧化鈰、氧化鑭、氧化釹、氧化鏑、氧化釤、氧化鈥、氧化鉺等。


稀土在高端電子陶瓷中的應用市場

圖源自網(wǎng)絡 

稀土在電子陶瓷中的作用很多,主要作用有:
 
1、作為某些主晶相結(jié)構(gòu)材料,提高電子陶瓷的整體性能

電子陶瓷通常是由固相、玻璃相及氣相組成的多晶體(單晶體除外)。其性能由這三相性能決定。一般都希望固相致密且晶粒細小,玻璃相和氣相越少越好。選擇何種稀土作為電子陶瓷的主晶相結(jié)構(gòu)材料,直接影響著電子陶瓷的性能。例如鋇鈦釹系列電子陶瓷材料,氧化釹含量達20%以上,與其他系統(tǒng)類似性能的電子陶瓷相比,該系統(tǒng)由于引進了稀土氧化釹,獲得了致密度更高,電性能更優(yōu)異的陶瓷體。從而大大提高了抗電強度、介電常數(shù)及介質(zhì)損耗的頻率特性,同時降低了介質(zhì)損耗。

2、晶粒生長抑制劑稀土作為晶粒生長抑制劑。

隨著電子元器件的小型化、高可靠要求,希望電子陶瓷能承受更高的抗電強度,尤其是更高的交流抗電強度。要提高抗電強度必須首先提高瓷體致密度。有資料表明,瓷體致密度提高3%,抗電強度可提高150%以上。提高瓷體致密度的途徑主要有兩條,一是減少氣孔率,二是防止瓷體晶粒長大,使瓷體結(jié)構(gòu)細晶化。

稀土在高端電子陶瓷中的應用市場


有研究表明,在普通鈦酸鋇系統(tǒng)的電子陶瓷中,通過添加諸如Dy2O3、Er2O3、Ho2O3等之一的稀土氧化物均有明顯抑制晶粒生長的作用。在同一配方中,不添加稀土氧化物的瓷體的最大晶粒為20um,交流抗電強度為2.2~2.8KV/mm,而添加稀土氧化物的瓷體的最大晶粒約7um,絕大多數(shù)晶粒在2~5um,交流抗電強度為3.5~4.1KV/mm。

三價稀土氧化物(Dy2O3、Er2O3、Ho2O3等)能抑制晶粒生長,是因為三價稀土氧化物(此處以M表示稀土氧化物)3+在對普通BaTiO3中的Ba2+進行取代時,為了保持電價平衡,必然會產(chǎn)生Ba2+空位。其機理可表示為:

稀土在高端電子陶瓷中的應用市場


式中:口表示Ba2+空位,M表示稀土氧化物。Ba2+空位的出現(xiàn),會引起晶格畸變顯著,M3+抖易于產(chǎn)生晶界偏析,即M抖易于自固溶體中分凝在晶界或晶界附近,使雜質(zhì)在晶界或晶界附近富集,阻止晶界移動,亦即防止晶粒的生長,有利于獲得細晶結(jié)構(gòu)陶瓷,提高瓷體抗電強度。因此說Dy2O3、Er2O3、Ho2O3等稀土氧化物是電子陶瓷的良好的晶粒生長抑制劑。

3、性能改善劑

稀土在高端電子陶瓷中的應用市場

圖源自京瓷官網(wǎng)

電子陶瓷除抗電強度外,還有介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、絕緣電阻、電容溫度特性、頻率特性、膨脹系數(shù)、機械強度等性能要求,同時還有居里點、瓷體表面特性及焙燒溫度、焙燒工藝性能要求等。針對上述各性能要求的特點,均可從CeO2、La2O3、Nd2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、Ho2O3……中選擇對應的稀土性能改善劑,從而達到提高所需改善性能要求的目的。實踐證明,往往添加微量稀土,完全可使陶瓷性能得到相當大的提高。

文章參考來源:
成都宏明電子科大新材料有限公司
吳昊,含稀土微波介質(zhì)陶瓷材料的研究進展

張麗英張文蕾馬梅張麗麗曹慶琪,不同稀土元素摻雜鈦酸鋇能帶結(jié)構(gòu)與態(tài)密度的計算

劉延坤,稀土摻雜鈦酸鋇和鐵氧體納米材料的制備及吸波性能研究

稀土在高端電子陶瓷中的應用市場

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LTCC低溫共燒陶瓷、HTCC高溫共燒陶瓷生產(chǎn)中,均需要添加稀土作為必不可少的添加劑進行性能提升。11月26日,第三屆高端電子陶瓷產(chǎn)業(yè)高峰論壇將圍繞LTCC、HTCC展開。目前華為、風華、佳利、順絡、艾福、立訊、43所、兵器214所、攀特電陶等行業(yè)知名已報名參會。


LTCC、HTCC活動推薦:


第三屆高端電子陶瓷產(chǎn)業(yè)高峰論壇(江蘇昆山·11月26日)

01

主要議題


序號

議題

擬邀請單位

1

基于HTCC技術的發(fā)展與應用

佳利電子 胡元云 常務副總/研究院院長 

2

高端電子陶瓷在汽車領域的發(fā)展應用

博世

3

先進低溫共燒無源集成材料和器件技術發(fā)展

電子科大

4

LTCC射頻模塊的發(fā)展與應用

京瓷

5

高精密疊層機應用于多層陶瓷基板介紹

上海住榮 技術專家

6

LTCC絲網(wǎng)印刷中與網(wǎng)版相關的不良改善

昆山田菱  渡邊智貴

7

LTCC低介電常數(shù)粉體量產(chǎn)應用發(fā)展

中科院深圳先進技術研究院  顏廷楠  博士

8

LTCC生瓷帶的環(huán)境與工藝適應性要求研討

兵器214所 何中偉  總工程師

9

低溫共燒壓電陶瓷致動器的應用及發(fā)展

蘇州攀特電陶 潘鐵政 董事長

10

實現(xiàn)電子元器件小型化、高頻化、集成化的LTCC陶瓷

耘藍集成電路  洪世勛 

RF 射頻總監(jiān)

11

介電玻璃粉的開發(fā)與應用

贛州中傲新瓷

繆錫根 博士/研發(fā)總監(jiān)

12

應用于HTCC的高性能粉體制備

艾森達 

13

應用于低溫共燒陶瓷5G射頻模組材料方案

杜邦

14

電子陶瓷用金屬漿料配套應用方案

西安宏星

15

高導熱陶瓷低溫燒結(jié)助劑的研究

廈門鎢業(yè)

16

高性能陶瓷基板在IGBT中的應用與發(fā)展

比亞迪半導體、

17

陶瓷覆銅板在大功率半導體的應用

羅杰斯


如有演講意向,請聯(lián)系周小姐:18320865613(微信同電話號碼)


02

報名方式

方式一:加微信
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艾果果:13312917301(微信同電話號碼),

郵箱:ab008@aibang.com;注意:每位參會者均需要提供信息;


方式二:長按二維碼掃碼在線登記報名

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03

收費標準


參會人數(shù)

1~2個人(單價每人)

3個人及以上(單價每人)

10月24日前付款

2400元/人

2300元/人

11月24日前付款

2500元/人

2400元/人

現(xiàn)場付款

2800元/人

2500元/人

費用包括會議門票、全套會議資料、午餐、茶歇等,但不包括住宿。


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原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦陶瓷展):稀土在高端電子陶瓷中的應用市場

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作者 ab

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