高純二氧化鈦（TiO2）具有特殊的介電常數和半導體性質，是制備MLCC的關鍵材料之一。艾邦建有MLCC微信群，誠邀MLCC生產企業、設備、材料企業參與。

1、二氧化鈦的結構及特點

二氧化鈦分子式為TiO2，分子量79.9，是一種化學性質十分穩定的兩性氧化物。在常溫下幾乎不與其他化合物作用。二氧化鈦在自然界中有三種不同的晶型存在：金紅石、銳鈦礦和板鈦礦。

圖 金紅石、板鈦礦和銳鈦礦二氧化鈦的晶體結構

其中，金紅石和銳鈦礦是正方晶系，而板鈦礦屬斜方晶系，其轉變關系如下:

金紅石型電性能最好，介電常數大，介質損耗小、是二氧化鈦最為穩定的晶體。其他晶型的二氧化鈦經高溫處理都可轉變為金紅石型的二氧化鈦。銳鈦礦型在常溫下是穩定的，但是在915℃時銳鈦礦型轉變為金紅石型，當有Zn2+、Nb5+等離子存在時，這種轉變溫度會進一步提高直到1200℃以上，才能完全轉變為金紅石型。板鈦礦型只存在于自然界的礦石中，數量不多，不能通過合成方法來制造，在工業上沒有實用價值。

電子級二氧化鈦與顏料二氧化鈦不一樣，電子級二氧化鈦要求純度高，其它指標同樣也要求高。高純二氧化鈦（電子級）具有高純度、小粒徑以及優異的物理和化學性質，晶型為金紅石型，其介電常數和半導體性質對電子工業非常重要，可以用于生產MLCC、PTC熱敏電阻、微波元件、壓電元件等電子元器件。

2、高純二氧化鈦在MLCC中的應用

高純二氧化鈦在MLCC中主要用于制造陶瓷介質層。通過電介質陶瓷材料的不同，MLCC大致可分為種類1(溫度補償用)與種類2(高介電常數類)。

表 溫度補償用MLCC和高介電常數系MLCC

種類1的陶瓷是以二氧化鈦（TiO2）為基材的非強介電性陶瓷，其中多數含有添加物鈦酸鍶（SrTiO3）以及鈦酸鈣（CaTiO3）。種類1的陶瓷為中介電性（非強介電性），因此溫度穩定性十分優秀。此外，DC偏壓下靜電容量不會發生變化，同時靜電容量也不會因老化發生變化。

種類2的陶瓷為強介電性，通常以鈦酸鋇（BaTiO3）為基材。相比種類1的陶瓷，其擁有極高的介電常數。但介電常數會因溫度、偏置電壓、老化而發生大幅變動。陶瓷的晶格結構會隨溫度發生相變，因此介電常數會隨溫度發生大幅變化。此外，靜電容量也會因施加直流電壓（DC偏壓）或老化而降低。

圖 各類電容器的額定電壓-電容量的應對范圍，來源：TDK

種類2的MLCC擁有大容量特點，但存在因溫度的變化導致電容量變化率大的缺點。而種類1的MLCC雖然無法達到高介電常數類產品的大容量，但由于溫度變化導致的電容量變化率較小，且由于頻率特性優異，因此被用于對精度要求較高的電路等。

圖 MLCC結構示意圖

原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：高純納米二氧化鈦在MLCC上的應用