成型工艺对高介薄型单层陶瓷电容器电阻性能影响_黎俊宇
影响电工铝杆电阻率及强度的因素与应对措施
影响电工铝杆电阻率及强度的因素与应对措施
卓海宇;王宇菲
【期刊名称】《黄金学报》
【年(卷),期】2001(003)002
【摘要】为解决电工铝杆存在着电阻率偏高及抗拉强度偏低的质量问题,进行了现场试验和性能测试,经过对比试验和分析,提出了有效的解决措施,控制铝杆杂质含量,铁含量在0.10%～0.16%,硅含量在0.08%～0.11%,铁硅比在1.2～1.4之间,同时采用合理的成型工艺,保证铝杆获得细小晶粒组织,可以确保电工铝杆的性能指标要求.
【总页数】3页(P91-93)
【作者】卓海宇;王宇菲
【作者单位】株洲职业技术学院;株洲职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.2
【相关文献】
1.电解铝液化学成分对电工圆铝杆电阻率的影响 [J], 张芝强
2.电工圆铝杆电阻率偏高的影响因素及对策 [J], 程雪梅
3.控制电工圆铝杆电阻率的工艺探讨 [J], 李志强;柴挨俊;郭锋;冯晓哲;鲍永强
4.电解铝液对电工圆铝杆电阻率影响因素分析研究 [J], 张芝强
5.影响电工铝杆电阻率及强度因素的原因与应对措施 [J], 卓海宇;王宇菲
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成品退火升温速率对中高压电子铝箔性能的影响
作者简介：邓玉萍（1990-），女，广西桂林人，工程师，硕士，主要从事电子铝箔材料性能分析。
收稿日期：2023-05-17成品退火升温速率对中高压电子铝箔性能的影响邓玉萍，覃雪（广西广投正润新材料科技有限公司，贺州542800）摘要：采用不同的退火升温速率对铝电解电容器用中高压电子铝箔进行成品退火，并利用EBSD 技术、蚀坑法分析其晶粒尺寸、立方织构含量及分布规律。
结果表明，电子铝箔的平均晶粒尺寸随着升温速率的增大呈减小趋势，当升温速率为10℃/min 时，平均晶粒尺寸最小；小角度晶界占比随退火升温速率的增加呈增大趋势；立方织构占有率随着升温速率的增大呈先升高后减小的趋势，在8℃/min 时获得的立方织构占有率最高，且腐蚀箔上由立方织构腐蚀得到的正方形蚀坑数量多且分布均匀。
研究结果为实际生产工艺的设计和改善产品性能、质量提供理论指导。
关键词：中高压电子铝箔；成品退火；升温速率；立方织构；晶粒尺寸中图分类号：TG166.3，TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2024）01-0058-05doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2024.01.120前言铝电解电容器因具有工作电压高、容量大、适用范围广、可靠性高、价格低廉等特点，主要应用于传统消费电子产品、节能灯、变频、新能源等领域，其市场需求仍在不断扩大。
随着电子集成化的快速发展，对铝电解电容器的性能和小型化提出了更高的要求，因此急需开发高品质的电容器铝箔以满足国内外市场的需求[1]。
用于生产、制作铝电解电容器的铝箔是现在电子信息产业不可缺少的重要功能材料，其微观组织结构、微量元素含量及其分布、铝箔表面质量等对铝电解电容器储能高低有至关重要的影响。
在化学成分、加工工艺相同的情况下，电容器比电容的大小直接受高纯铝箔中立方织构含量的影响，立方织构含量越高，比电容就越大[2]。
目前行业上要求电解电容器用中高压电子铝箔的立方织构占有率要达到90％以上，高纯电子铝箔的微观组织结构主要由立方织构和R 织构组成，二者的占有率受微量元素的含量及分布、加工工艺等因素影响。
电子束粉床熔融制备镍基高温合金构件的研究进展
2024 年第 44 卷航 空 材 料 学 报2024，Vol. 44第 1 期第 46 – 58 页JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS No.1 pp.46 – 58引用格式：钱虎虓，梁啸宇，李阳，等. 电子束粉床熔融制备镍基高温合金构件的研究进展[J]. 航空材料学报，2024，44(1)：46-58.QIAN Huxiao，LIANG Xiaoyu，LI Yang，et al. Research progress in fabrication of nickel-based superalloy components by electron beam powder bed fusion[J]. Journal of Aeronautical Materials，2024，44(1)：46-58.电子束粉床熔融制备镍基高温合金构件的研究进展钱虎虓1*, 梁啸宇2*, 李 阳2, 阚文斌3, 林 峰2（1．中国航发动力股份有限公司，西安 710021；2．清华大学 机械工程系 清洁高效透平动力装备全国重点实验室 先进成形制造教育部重点实验室 生物制造与快速成形技术北京市重点实验室，北京 100084；3．清研智束科技有限公司，北京102600）摘要：镍基高温合金是涡轮发动机和燃气轮机中的重要结构材料，然而其制件传统加工过程复杂、成本高昂且原材料利用率不高。
电子束粉末床熔融（electron beam powder bed fusion，EBPBF）技术能够实现复杂结构制件近净成形，是一种高温合金成形的新方案。
EBPBF技术实现了以Inconel 718、Inconel 625为代表的高温合金材料构件的成形，并且发展至能够成形无裂纹的高比例γ′相难焊镍基高温合金，甚至直接制备单晶体镍基高温合金构件，材料的性能达到了传统铸锻件的水平。
本文回顾近年来以EBPBF镍基高温合金作为研究对象的相关文献，从工艺过程、组织调控、力学性能等角度对EBPBF制备镍基高温合金构件研究现状进行分析总结，并对未来的研究工作提出了展望。
细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究
第42卷第9期2023年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.9September,2023细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究邓佳威1,熊新锐1,徐协文1,刘㊀鹏1,杨现锋1,谢志鹏2(1.长沙理工大学材料科学与工程学院,长沙㊀410004;2.清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京㊀100083)摘要:采用砂磨工艺获得了亚微米氧化铝复合粉体,用于制备微晶氧化铝陶瓷基板,研究了浆料组成对浆料流变学性质㊁生坯密度㊁生坯应力-应变行为的影响,以及烧结制度对平均晶粒尺寸和基板抗弯强度的影响㊂结果表明,固相含量㊁R 值(增塑剂和黏结剂的质量比)和分散剂用量等关键因素决定了流延浆料的流变学性质㊂R 值增大导致生坯强度和密度降低,提高固相含量有利于增加最大可流延厚度,优化工艺条件下可制备0.16~1.20mm 的坯片㊂当烧结温度为1550ħ㊁升温速率为2.5ħ/min㊁保温时间为60min 时,制备的陶瓷基板平均晶粒尺寸为1.1μm 左右,晶粒尺寸分布均匀,抗弯强度达到(440ʃ25)MPa㊂关键词:氧化铝;陶瓷基板;流延成型;晶粒尺寸;烧结制度中图分类号:TQ174㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)09-3306-09Tape Casting and Microstructure Controlling of Fine Grained Al 2O 3Ceramic SubstrateDENG Jiawei 1,XIONG Xinrui 1,XU Xiewen 1,LIU Peng 1,YANG Xianfeng 1,XIE Zhipeng 2(1.School of Materials Science and Engineering,Changsha University of Science &Technology,Changsha 410004,China;2.State Key Laboratory of New Ceramic and Fine Processing,School of Materials Science and Engineering,Tsinghua University,Beijing 100083,China)Abstract :The submicron Al 2O 3composite powder was obtained by sand milling process,which was used to prepare fine grained Al 2O 3ceramic substrates.The effect of slurry composition on rheological properties of slurry,bulk density and stress-strain behavior of green tape was investigated,and the influence of sintering schedule on average grain size and flexural strength of ceramic substrate was also studied.The results show that key factors such as solid content,R value (mass ratio of plasticizer to binder)and dispersant dosage determine the rheological properties of slurry.The increase of R value leads to the reduction of tensile strength and density of green tape,and the increase of solid content is beneficial to increase the possible maximum casting thickness.Under the optimized process conditions,0.16~1.20mm green sheets can be prepared.At a sintering temperature of 1550ħ,a heating rate of 2.5ħ/min and a holding time of 60min,the average grain size of the prepared ceramic substrate is about 1.1μm,the grain size distribution is uniform,and the flexural strengthreaches (440ʃ25)MPa.Key words :Al 2O 3;ceramic substrate;tape casting;grain size;sintering schedule 收稿日期:2023-05-11;修订日期:2023-05-29基金项目:国家自然科学基金(52172063);江西省重点研发计划(20232BBE50029)作者简介:邓佳威(1994 ),男,硕士研究生㊂主要从事工程陶瓷材料方面的研究㊂E-mail:180****6393@通信作者:杨现锋,博士,教授㊂E-mail:yangxfcsut@0㊀引㊀言氧化铝陶瓷具有原料来源丰富㊁价格低廉㊁绝缘性高㊁耐热冲击㊁抗化学腐蚀及机械强度高等优点,是一种综合性能优异的陶瓷基片材料,占陶瓷基片材料总量的80%以上㊂国内电子封装领域的氧化铝基板年需求量超过100万平方米㊂在功率器件㊁5G 通信㊁压力传感器等领域,高性能96(Al 2O 3质量分数约为96%)和第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3307㊀99(Al 2O 3质量分数达到99%)氧化铝陶瓷基板得到了广泛应用㊂为适应器件高功率㊁高密度封装和长寿命的要求,氧化铝基板需要具备更高的热导率㊁抗弯强度㊁介电常数㊁可靠性以及更低的介质损耗[1-2]㊂陶瓷基板的流延成型主要采用有机流延浆料或水系流延浆料体系㊂有机流延浆料采用二元或三元共沸溶剂体系,具有挥发速度快㊁浆料稳定㊁坯体缺陷尺寸小以及与其他有机添加剂相容性好等优点,在氧化铝基板的工业化生产中得到广泛应用㊂但有机流延体系所用的有机溶剂对人体和环境有害,对尾气处理要求高,限制了其进一步应用㊂水系流延体系使用水代替有机溶剂,虽然克服了有机流延体系的环境危害问题,但是存在水与有机添加剂相容性较差的问题,流延浆料极易发生沉降,并且由于水中羟基含量较高,粉体团聚现象明显㊂此外,由于水的挥发速度较慢,干燥过程中容易发生干裂和翘曲现象[3-4]㊂细晶化是提高氧化铝基板性能的主要途径,细晶氧化铝陶瓷的显微结构更均匀,机械性能和可靠性显著提升[5-6]㊂氧化铝粉体的颗粒大小和粒度分布是影响氧化铝陶瓷显微结构的首要因素,粒度分布窄的亚微米氧化铝粉体有利于制备细晶氧化铝陶瓷[7-8]㊂此外,采用纳米级的烧结助剂或者采用新型的烧结助剂也是降低烧结温度和控制氧化铝晶粒尺寸的主要途径[9-10]㊂影响氧化铝陶瓷晶粒大小的另外一个决定性因素是烧结制度,研究者一般采用低温烧结或者二步烧结㊁放电等离子体烧结㊁震荡压力烧结等特种烧结技术来抑制氧化铝晶粒长大,从而获得细晶结构[11-15]㊂然而,这些研究主要关注单一影响因素对氧化铝陶瓷显微结构的影响,而高性能细晶氧化铝陶瓷基板的制备需要建立粉体特征㊁浆料流变学性质㊁烧结制度和力学性能之间的关联㊂本文采用砂磨+喷雾干燥工艺,获得粒度分布集中的亚微米氧化铝粉体并使助烧剂均匀分散,然后研究了有机溶剂组成对浆料流变学性质和成型性能的影响;重点通过优化烧结制度获得微晶化显微结构并分析了烧结制度对基片抗弯强度的影响,采用透射电子显微镜分析了烧结助剂的分布与存在形式,旨在为高性能氧化铝陶瓷基板的材料设计和工艺优化提供参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原㊀料采用Alteo 公司的氧化铝粉体(P662LSB),D 50为3.4μm㊂流延成型采用有机溶剂体系,包括无水乙醇(国药集团药业股份有限公司)㊁乙酸乙酯(国药集团药业股份有限公司)和乙酸丁酯(国药集团药业股份有限公司)㊂有机黏结剂采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB,国药集团药业股份有限公司)㊂增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP,国药集团药业股份有限公司)㊂烧结助剂为CaCO 3(上海亮江钛白化工制品有限公司,D 50为300nm)㊁纳米SiO 2(江苏天行新材料有限公司,D 50为60nm)㊁纳米MgO(宣城晶瑞新材料有限公司,D 50为100nm)㊂分散剂为蓖麻油(CHO)和三油酸甘油酯(GTO)㊂按照Al 2O 396%+CaO 1%+MgO 1%+SiO 22%的质量比在砂磨机(长沙西丽纳米研磨科技有限公司,XL-1L,0.8mm 锆球,转速1200r /min)中研磨40min,得到的浆料通过喷雾干燥制得原料粉体㊂氧化铝粉体和砂磨后粉体的粒度分布㊁颗粒形貌分别如图1㊁2所示㊂砂磨后,原料粉体的D 50为0.8μm㊂图1㊀砂磨处理前后粉体的粒度分布曲线Fig.1㊀Particle size distribution of powder before and after sand milling3308㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图2㊀砂磨处理前后粉体的SEM照片Fig.2㊀SEM images of powder before and after sand milling1.2㊀试验过程将原料粉体和溶剂在行星球磨机中混合120min,转速为600r/min,然后加入黏结剂和增塑剂继续混合120min,转速为600r/min,最后将转速降至300r/min混合30min得到流延成型用的浆料㊂得到的浆料在真空除泡机(TPJ,北京东方泰阳科技有限公司)上除泡,除泡后在流延成型机(LYJ-253-3,北京东方泰阳科技有限公司)上流延得到生坯片㊂将生坯片裁剪后放入排胶炉中排胶,然后在马弗炉中进行常压烧结㊂排胶制度为:在0~200ħ以0.5ħ/min的速率升温,在200~600ħ以1ħ/min的速率升温,达到600ħ后保温120min㊂1.3㊀测试与表征采用排水法测试材料的体积密度㊂采用电脑式伺服拉压力试验机(PT-1176,东莞市宝大仪器有限公司)测试流延生坯片(13mmˑ1.4mmˑ2.0mm)的拉伸强度和应力-应变曲线㊂切割烧结后的基片,得到13mmˑ1.0mmˑ2.0mm的样品,测试基片材料的三点抗弯强度㊂采用旋转流变仪(DHR-2,TA,美国)测试浆料的流变学性质㊂对陶瓷基本表面进行抛光研磨后,在马弗炉中进行热腐蚀处理(1200ħˑ0.5h),然后使用场发射扫描电子显微镜(Hitachi,S4800,日本)观察晶粒形貌并采用ImageproPlus软件统计测量晶粒平均尺寸㊂采用透射电子显微镜(Tecnai,F30,日本)分析表征晶界结构和助烧剂元素的分布状况㊂2㊀结果与讨论2.1㊀浆料组成对浆料流变学性质的影响浆料黏度是陶瓷粉体-液相分散体系内部复杂相互作用的综合反映,是影响流延坯片质量的重要参数㊂本文研究了固相含量㊁R值和分散剂含量对浆料黏度的影响,剪切黏度随剪切速率的变化曲线如图3所示㊂流延成型过程中,剪切速率可以通过膜带速率和刀口高度之比进行估算㊂对于本研究制备的浆料,当剪切速率在1~3s-1时,表观黏度-剪切速率曲线陡峭,剪切速率轻微变化就会导致黏度剧烈变化,对流延过程产生不利影响㊂固相含量是影响流延浆料黏度的首要因素㊂由图3(a)可知,当固相含量由26%(体积分数)增大到28%时,浆料黏度显著增大㊂图3(b)为不同R值时剪切黏度随剪切速率的变化㊂由图可知,随着R值增大,浆料黏度显著降低㊂这是因为增塑剂小分子插入黏结剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)高分子链之间,增加了长链的距离,起到了润滑作用从而降低了黏度㊂图3(c)分别采用了蓖麻油(CHO)㊁三油酸甘油酯(GTO)和CHO与GTO的混合分散剂(质量比1ʒ1),考察了不同分散剂对浆料流变学性质的影响,可以发现GTO的引入可以显著降低浆料的黏度㊂但当单独采用GTO时,由于GTO的引入量较高,GTO在润湿粉体表面的同时,显著减弱了粉体颗粒之间的粘合力,导致生坯容易出现开裂缺陷㊂因此本研究采用GTO和CHO复合分散剂[16]㊂2.2㊀坯片流延成型本研究接着探讨了R值对流延生坯拉伸强度㊁体积密度和应力-应变行为的影响,结果如图4所示㊂由图4(a)可知,随着R值增大,生坯片的拉伸强度呈下降趋势,这是由于在黏结剂和增塑剂总量不变的情况第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3309㊀下,R 值增大意味着黏结剂PVB 降低,而黏结剂PVB 是生坯强度的主要决定因素㊂此外,R 值增大,生坯片的密度也明显下降,这是因为增塑剂DBP 的密度低于黏结剂PVB,添加总质量不变的情况下,R 值增大,增塑剂和黏结剂的体积增加,生坯片的密度下降㊂图4(b)为各R 值下坯片的应力-应变曲线㊂结果表明R 值为60时,生坯片可以承受更大的应变而不断裂,展现了更好的柔韧性㊂图3㊀浆料组成对流变学行为的影响Fig.3㊀Influence of suspension composition on rheologybehavior 图4㊀R 值对生坯性能的影响Fig.4㊀Influence of R value on properties of greentape 图5㊀不同固相含量浆料的最大流延厚度及干燥收缩Fig.5㊀Maximum tape thickness and drying shrinkage of suspension with different solid content 在基片的流延成型中,一般通过调节浆料的黏度来满足不同厚度基片的制备㊂本文对比研究了不同固相含量能够流延成型的最大基片厚度及其对应的干燥收缩,结果如图5所示㊂随着固相含量的增加,浆料黏度增加,可以成型的基片最大厚度变大㊂当固相含量为22%时,最大厚度约为0.6mm,对应收缩率接近75%;固相含量为28%时,可以制备得到完好的基片生坯,其厚度约为1.4mm,对应收缩率约为55%㊂以流延刀口高度2.5mm 为例,不同固相含量流片坯片外观如图6所示㊂当固相含量较低(22%和24%)时,由于浆料黏度较低,无法保持较厚液膜的稳定摊平,液膜厚度不一致㊂另外溶剂含量高,干燥收缩大,会导致干燥后的坯片出现开裂㊂当固相含量为30%时,浆料黏度过高,无法完成流延㊂对于固相含量3310㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷26%和28%的浆料,黏度适中,可以得到外观质量好㊁无明显缺陷的坯片㊂但是,高黏度浆料中容易裹挟气泡,干燥过程中可能导致坯片表面出现针孔,需要通过添加消泡剂或者改善球磨和除泡工艺以消除此类缺陷㊂图7所示为优化工艺条件下得到的0.16~1.20mm 生坯片㊂图6㊀不同固相含量浆料的坯片照片(刀口厚度2.5mm)Fig.6㊀Green blank made from suspension with different solid content (blade height:2.5mm)图7㊀不同厚度的生坯片Fig.7㊀Green blank with different thickness 2.3㊀烧结制度对基板显微结构和抗弯强度的影响氧化铝陶瓷基板的致密度㊁晶粒尺寸及均匀性直接影响基板的强度㊁韧性和可靠性㊂烧结过程中氧化铝晶粒的生长对温度非常敏感,易快速生长或各向异性生长㊂本文研究了烧结温度㊁保温时间和升温速率三个关键因素对氧化铝陶瓷基板显微结构的影响㊂图8为不同烧结温度下的基板的断片显微结构及晶粒尺寸分布统计㊂当烧结温度为1530和1550ħ㊁保温时间为60min㊁升温速率为2ħ/min 时,平均晶粒尺寸约1.1μm,晶粒尺寸分布均匀㊂当烧结温度为1570ħ时,出现了明显的异常长大,平均晶粒尺寸超过3.4μm㊂烧结基板的体积密度测试结果表明,当烧结温度为1530ħ时,基片的密度为95%,烧结温度为1550ħ时,相对密度达到98%㊂因此,选择烧结温度为1550ħ,分别研究保温时间和升温速率对基片显微结构的影响㊂图9为不同保温时间和升温速率下的断面SEM 照片及晶粒尺寸分布㊂由图9(a)㊁(b)可知,延长保温时间会明显导致晶粒长大和晶粒尺寸分布不均匀㊂当保温时间为120min 时,平均晶粒尺寸超过3μm㊂由图9(c)可知,当升温速率降低至1ħ/min 时,平均晶粒尺寸增大到3.39μm㊂因此,降低升温速率也不利于抑制氧化铝晶粒的长大㊂助烧剂在氧化铝陶瓷的烧结过程中扮演着重要角色,本文采用透射电子显微镜表征了晶界结构和助烧剂元素的分布状态,如图10所示㊂由图10(a)可知,两个氧化铝晶粒之间的相邻晶界和三角晶界处存在非结晶的玻璃相区域㊂图10(b)所示区域的元素分布如图10(c)~(f)所示㊂对比发现,Ca 和Mg 元素主要富集在三角晶界处形成玻璃相㊂Mg 元素均匀分布在样品中,没有参与玻璃相的形成㊂图10(f)中显示的ZrO 2颗粒由砂磨介质磨损引入,ZrO 2颗粒的引入能够起到应力诱导相变增韧的效果㊂图11所示为烧结制度对基板抗弯强度的影响㊂对比分析可知,抗弯强度的变化与晶粒平均尺寸的变化规律呈明显的相关性,平均晶粒细小的基板对应较高的抗弯强度㊂在烧结温度为1550ħ㊁升温速率为第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3311㊀2ħ/min㊁保温时间为60min 时,抗弯强度达到(440ʃ25)MPa,达到同类产品的先进水平㊂图12为该条件下制备的80mm ˑ80mm ˑ1.0mm 陶瓷基板,外观平整,无明显翘曲和变形㊂图8㊀不同温度下烧结基板的断面SEM 照片和晶粒尺寸分布Fig.8㊀SEM images and grain size distribution of fracture surface of substrate sintered at differenttemperatures3312㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图9㊀不同保温时间和升温速率下烧结基板的断面SEM 照片和晶粒尺寸分布Fig.9㊀SEM images and grain size distribution of fracture surface of substrate sintered at different holding time and heatingrate 图10㊀氧化铝基板晶界区域结构的TEM 照片和断面元素分布Fig.10㊀TEM images and element distribution of grain boundary structure in Al 2O 3substrate第9期邓佳威等:细晶氧化铝陶瓷基板的流延成型和显微结构控制研究3313㊀图11㊀烧结温度㊁保温时间和升温速率对陶瓷基板抗弯强度的影响Fig.11㊀Influences of sintering temperature,holding time and heating rate on flexural strength of ceramicsubstrate 图12㊀氧化铝陶瓷基板照片(80mm ˑ80mm ˑ1.0mm)Fig.12㊀Image of Al 2O 3ceramic substrate (80mm ˑ80mm ˑ1.0mm)3㊀结㊀论1)采用砂磨方法制备得到的亚微米复合粉体D 50为0.8μm,采用PVB 作为黏结剂,DBP 作为增塑剂,GTO 和CHO 作为复合分散剂,制备了最高固相体积分数为28%的适合流延成型的浆料,通过优化工艺制备了0.16~1.20mm 的坯片㊂R 值增大导致生坯强度和密度降低,合适的R 值为60㊂2)烧结基板的平均晶粒尺寸与烧结温度㊁保温时间和升温速率等参数紧密相关㊂在烧结温度为1550ħ㊁升温速率为2ħ/min㊁保温时间为60min 时,制备的陶瓷基板平均晶粒尺寸在1.1μm 左右,晶粒尺寸分布均匀,抗弯强度达到(440ʃ25)MPa㊂参考文献[1]㊀MA M,WANG Y,NAVARRO-CÍA M,et al.The dielectric properties of some ceramic substrate materials at terahertz frequencies[J].Journalof the European Ceramic Society,2019,39(14):4424-4428.[2]㊀VALDEZ-NAVA Z,KENFAUI D,LOCATELLI M L,et al.Ceramic substrates for high voltage power electronics:past,present and future[C]//2019IEEE International Workshop on Integrated Power Packaging (IWIPP),Toulouse,France,2019.[3]㊀KRISHNAN P P R,VIJAYAN S,WILSON P,et al.Aqueous tape casting of alumina using natural rubber latex binder [J ].CeramicsInternational,2019,45(15):18543-18550.[4]㊀吕子彬,海㊀韵,吕金玉,等.陶瓷基片流延成型用浆料研究进展[J].武汉理工大学学报,2021,43(6):7-14.LYU Z B,HAI Y,LYU J Y,et al.Research of slurry in ceramic substrate casting[J].Journal of Wuhan University of Technology,2021,43(6):7-14(in Chinese).[5]㊀KAMBALE K R,MAHAJAN A,BUTEE S P.Effect of grain size on the properties of ceramics[J].Metal Powder Report,2019,73(3):130-136.[6]㊀TENG X,LIU H,HUANG C.Effect of Al 2O 3particle size on the mechanical properties of alumina-based ceramics[J].Materials Science &3314㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷Engineering A,2007,452(5):545-551.[7]㊀LEE H M,HUANG C Y,WANG C J.Forming and sintering behaviors of commercialα-Al2O3powders with different particle size distribution andagglomeration[J].Journal of Materials Processing Tech,2009,209(2):714-722.[8]㊀李建忠,张㊀勇,徐大余.氧化铝粉体性能对流延法生产陶瓷基板的影响[J].硅酸盐通报,2011,30(2):345-347+366.LI J Z,ZHANG Y,XU D Y.Influence of alumina raw materials on ceramic slices fabricated by tape casting[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2011,30(2):345-347+366(in Chinese).[9]㊀KZAB C,RHA B,GDAB C,et al.Effects of fine grains and sintering additives on stereolithography additive manufactured Al2O3ceramic[J].Ceramics 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al.Effect of sintering heating rate on properties of low temperature co-fired ceramic substrate[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2022,41(3):1039-1043(in Chinese).[16]㊀吕子彬,郭恩霞,海㊀韵,等.分散剂对低温共烧陶瓷流延浆料流变性能的影响[J].硅酸盐通报,2022,41(11):3979-3989.LYU Z B,GUO E X,HAI Y,et al.Effects of dispersants on rheological properties of LTCC casting slurry[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2022,41(11):3979-3989(in Chinese).。
激光熔覆铁基合金涂层的研究进展
第53卷第6期表面技术2024年3月SURFACE TECHNOLOGY·11·激光熔覆铁基合金涂层的研究进展李垭焓1，谭诚香1，李梦瑶1，田煜博1，王然1，张亚龙1，王茜1*，张峻巍1，张亮2，叶风3（1.辽宁科技大学 材料与冶金学院，辽宁 鞍山 114051；2.抚顺隆烨化工有限公司， 辽宁 抚顺 113217；3.沈阳防锈包装材料有限责任公司，沈阳 110033）摘要：激光熔覆技术作为一种先进的材料表面改性技术，具有加工效率高、涂层稀释率低且与基体结合强度高、自动化程度高、环境友好等优点。
在各类熔覆材料中，铁基合金在成分上与钢铁材料最为接近，且其成本相对较低，近年来在设备零部件表面强化和再制造领域得到广泛应用。
结合国内外最新相关研究成果，从材料体系、工艺参数、外场辅助技术等方面对激光熔覆铁基合金涂层的研究进展进行了综述。
总结了熔覆材料的选材依据以及铁基自熔性合金粉末、不锈钢粉末、铁基非晶合金粉末、铁基复合粉末等各类材料的特点和应用。
系统讨论了激光功率、扫描速度、光斑直径、送粉速率等工艺参数对铁基涂层成形质量和微观组织及性能的影响机制，并介绍了工艺参数优化在高质量熔覆层制备中的应用。
同时，论述了超声振动、电磁场、温度场等外场辅助技术在激光熔覆铁基合金涂层中的应用，阐明了外加能场对激光熔覆过程中熔池及凝固组织的作用机理。
最后对激光熔覆铁基合金涂层未来的发展方向进行了展望。
关键词：激光熔覆；铁基涂层；研究进展；材料体系；工艺参数；外场辅助中图分类号：V261.8 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)06-0011-17DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.06.002Research Progress of Laser-cladding Fe-based Alloy CoatingLI Yahan1, TAN Chengxiang1, LI Mengyao1, TIAN Yubo1, WANG Ran1, ZHANG Yalong1,WANG Qian1*, ZHANG Junwei1, ZHANG Liang2, YE Feng3(1. School of Materials and Metallurgy, University of Science and Technology Liaoning, LiaoningAnshan 114051, China; 2. Fushun Longye Chemical Co., Ltd., Liaoning Fushun 113217, China;3. Shenyang Packaging Materials Co., Ltd., Shenyang 110033, China)ABSTRACT: As an advanced material surface modification technology, laser cladding uses laser beam with high energy density as the heat resource. By melting and solidifying the cladding material and substrate surface rapidly and simultaneously, the cladding layer with specific properties can be prepared on the substrate. Compared with other technologies, laser cladding has the advantages of high processing efficiency, low dilution rate, high bonding strength with substrate, high degree of收稿日期：2023-03-12；修订日期：2023-08-13Received：2023-03-12；Revised：2023-08-13基金项目：国家自然科学基金项目（51874091, 52101087）；教育部产学合作协同育人项目（220607018162819）；辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目（S202310146035）Fund：National Natural Science Foundation of China (51874091, 52101087); University-Industry Collaborative Education Program of Ministry of Education (220607018162819); Innovation and Entrepreneurship Training Program for College Students in University of Science and Technologly Liaoning (S202310146035)引文格式：李垭焓, 谭诚香, 李梦瑶, 等. 激光熔覆铁基合金涂层的研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(6): 11-27.LI Yahan, TAN Chengxiang, LI Mengyao, et al. Research Progress of Laser-cladding Fe-based Alloy Coating[J]. Surface Technology, 2024, 53(6): 11-27.*通信作者（Corresponding author）·12·表面技术 2024年3月automation and environmental friendliness, thus it has been successfully applied in machining, transportation, petrochemical and other fields. Among all kinds of cladding materials, Fe-based alloys are most similar to steel materials in composition, and their cost is relatively low compared with that of Ni-based and Co-based alloys. In recent years, Fe-based alloys have been widely used in the fields of surface strengthening and remanufacturing of equipment parts. Based on the latest studies in China and abroad, the research progress of laser cladding Fe-based alloy coatings is reviewed from the aspects of material system, process parameter, and application of external field auxiliary technology. Cladding materials play a crucial role in the properties of the coatings. The compatibility, wettability, chemical composition, and physical property differences between the cladding materials and substrate materials should be fully considered on the basis of working condition and performance requirement for selection of cladding materials. The characteristics and applications of various materials including Fe-based self-fluxing alloy powder, stainless steel powder, amorphous alloy powder, and Fe-based composite powder are summarized. The process parameters during the laser cladding process also play a significant role in the deposition rate, forming quality, phase composition, microstructure, and comprehensive properties of the coatings. The effect mechanisms of process parameters such as laser power, scanning speed, laser spot diameter, and powder feeding rate on the forming quality, microstructure, and properties of Fe-based coatings are systematically discussed. It is worth noting that actual laser cladding process is the interaction between multiple parameters, which can lead to a complex nonlinear relationship between the process parameters and quality of the cladding layers. Thus, the application of process parameter optimization in the preparation of high quality coatings is also introduced.Moreover, reasonable cladding material design and optimization of laser cladding process parameters can reduce the number of defects in the coating to a certain extent, but it is still difficult to completely eliminate the cracks in Fe-based coatings with high hardness. Meanwhile, the solidification characteristics of laser cladding through rapid heating and cooling can result in insufficient diffusion of elements in the molten pool, resulting in poor microstructure uniformity of the cladding layer, which ultimately affects its performance. Therefore, the applications of external field auxiliary technologies including ultrasonic vibration field, electromagnetic field, and temperature field in the laser cladding of Fe-based alloy coating are discussed in detail. The mechanism of external energy field on the melting pool and solidification structure during the laser cladding process is illustrated. Finally, the future development direction of laser cladding Fe-based alloy coating is prospected.KEY WORDS: laser cladding; Fe-based coating; research progress; material system; process parameter; external field auxiliary激光熔覆是一种先进的表面改性和修复技术，它利用高能量密度的激光束作为热源，通过将熔覆材料和基体材料快速熔化并凝固，在基体表面形成具有耐磨损、耐腐蚀等性能的强化层[1-2]。
高介高稳定性Y5P陶瓷电容器材料介电性能的研究毕业设计（论文）
高介高稳定性Y5P陶瓷电容器材料介电性能的研究毕业设计（论文）高介高稳定性Y5P陶瓷电容器材料介电性能的研究摘要BaTiO3基陶瓷电容器是一类用途广泛的Ⅱ类陶瓷电容器，即低频高介陶瓷电容器。
由于其本身具有高介电常数、绝缘特性，并可以通过元素掺杂改性达到美国电子工业协会（EIA）标准Y5P（在-30℃到85℃范围内，温度稳定性达到△C/C≤10%）与X7R、X8R、Y5V等陶瓷电容器的要求，而成为各国材料科研人员的研究热点。
本文主要以BaTiO3-Nb2O5-Co3O4(BTNC)陶瓷系统为研究对象，研究添加不同掺杂物Bi4Ti3O12（BIT）、Bi0.5Na0.5TiO3（NBT）、CaCu3Ti4O12(CCTO)对系统介电性能的影响。
通过添加适量的掺杂物，达到提高系统介电常数和温度稳定性的目的。
实验结果表明：BIT 掺杂量为6.0wt%(质量比)，烧结温度为1260℃的BTNC基陶瓷，其介电常数最高可达3000，温度稳定性△C/C≤15%；NBT掺杂量为2.4at%（物质的量比），烧结温度为1260℃的BTNC基陶瓷，其介电常数最高为2850，温度稳定性可以达到△C/C≤10%；在1130℃下烧结，掺杂2.0at% CCTO的BTNC基陶瓷，在室温到85℃范围内，介电常数可达到2800以上，温度稳定性△C/C≤5%。
关键词：钛酸钡，高温度稳定性，高介电常数，陶瓷电容器Investigation of Dielectric Properties of Y5P Ceramic Capacitors with High Temperature Stability and High Dielectric ConstantABSTRACTBarium titanate based ceramic capacitors were multi-functional materials, it belonged to low frequency and high dielectric ceramic capacitor, which was called Ⅱ type ceramics. Barium titanate based ceramic capacitors were Research focus to national Materials scientists because of its high dielectricconstant, insulation performance and can be modified by doping to achieve the requirements of Electronic Industries Association (EIA) ceramic capacitors standard as Y5P, X7R, X8R, Y5V, etal. In this paper, the ceramic of BaTiO3-Nb2O5-Co3O4 (BTNC) systems was studied as the main object, in order to research the effect of the system dielectric properties by adding different dopants Bi4Ti3O12（BIT）、Bi0.5Na0.5TiO3（NBT）、CaCu3Ti4O12(CCTO). Adding appropriate amount of dopants can improve the dielectric constant and temperature stability. It was found that the the maximum dielectric constant of BTNC system, which was doped 6% BIT and sintered at 1260℃, was 3000, and the temperature st ability was △C/C≤15%; the the maximum dielectric constant of BTNC system, which was doped 2.4% NBT and sintered at 1260℃, was 2850, and the temperature stability was △C/C≤15%; In the range from room temperature to 85 ℃, the the dielectric constant of BTNC system, which was doped 2% CCTO and sintered at 1130℃, reached 2800 or more, and the temperature stability was △C/C≤15%.KEY WORDS:barium titanate,high temperature stability, high dielectric constant,ceramic capacitors目录摘要........................................................................................................................... .. (I)ABSTRACT........................................................................................................... .......................................II 目录........................................................................................................................... ................................... III 1 综述. (1)1.1 引言 (1)1.2 BaTiO3系陶瓷介质材料概述 (1)1.2.2 BaTiO3的铁电性能 (3)1.2.3 BaTiO3陶瓷介电-温度特性 (3)1.3 “壳-芯”结构理论 (4)1.4 BaTiO3陶瓷掺杂改性 (5)1.4.1 等价掺杂 (5)1.4.2 不等价掺杂 (7)1.5 CCTO巨介电常数材料简介 (8)1.5.1 CCTO的结构 (8)1.5.2 CCTO的表征 (9)1.5.3 CCTO巨介电特性的起源 (10)1.6 本文研究的意义与目的 (10)2 实验部分 (11)2.1 实验原料 (11)2.2 实验仪器 (11)2.3 实验过程 (12)2.3.1 掺杂物的预合成 (12)2.3.2 陶瓷片式电容器的制备 (13)2.4 性能测试 (16)2.4.1 收缩率和密度测试 (16)2.4.2 电性能的测试 (17)3 分析与讨论 (18)3.1 BIT掺杂对BTNC基陶瓷性能的影响 (18)3.1.1 BIT掺杂对BTNC基陶瓷密度及烧结温度的影响 (18) 3.1.2 BIT掺杂对BTNC基陶瓷介温特性的影响 (18)3.2 NBT掺杂对BTNC基陶瓷性能的影响 (20)3.2.1 NBT掺杂对BTNC基陶瓷密度及烧结温度的影响 (20) 3.2.2 NBT掺杂对BTNC基陶瓷介温特性的影响 (20)3.3 CCTO掺杂对BT基陶瓷性能的影响 (21)3.3.1 CCTO掺杂对BT基陶瓷密度及烧结温度的影响 (21) 3.3.2 CCTO掺杂对BT基陶瓷介温特性的影响 (22)3.4 CCTO掺杂对BTNC基陶瓷性能的影响 (23)3.4.1 CCTO掺杂对BTNC基陶瓷密度及烧结温度的影响 (23)3.4.2 CCTO掺杂对BTNC基陶瓷介温特性的影响 (24)3.5 CCTO掺杂对BTNC基（稀土掺杂）陶瓷性能的影响 (25)3.5.1 CCTO掺杂对BTNC基（稀土掺杂）陶瓷密度及烧结温度的影响 (25)3.5.2 CCTO掺杂对BTNC基（稀土掺杂）陶瓷介温特性的影响(25)4 结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 综述1.1 引言铁电陶瓷又称为II 类低频电容器陶瓷，这类电容器多用于滤波、旁路和耦合等电子电路中，一般要求有极大的电容量，因此要求用介电常数很高的瓷料来制备。
热双金属复合材料的研究现状与展望
材料研究与应用 2024，18（2）：261‐269Materials Research and ApplicationEmail ：clyjyyy@http ：//mra.ijournals.cn 热双金属复合材料的研究现状与展望黄念成1,2,冯波2*,冯晓伟2,李达2,陈天来3,李国烽3,黎小辉1*,郑开宏2（1.佛山科学技术学院机电工程与自动化学院，广东 佛山528225； 2.广东省科学院新材料研究所/广东省金属强韧化技术与应用重点实验室，广东 广州 510650； 3.佛山通宝精密合金股份有限公司，广东 佛山 528131）摘要： 热双金属复合材料是一种利用先进复合技术，使两种及以上具有不同热膨胀系数的金属复合形成冶金结合的层状复合材料。
该材料可发挥不同金属的自身性能优势，实现复合材料的性能互补，同时因其形状可随环境温度改变而调控的特性，被广泛应用于电子电器领域。
随着电子科学技术飞速发展，对热双金属产品品质的要求也日益提高，总结并展望该材料在该领域的研究现状与前景意义重大。
围绕电子电器领域的热双金属复合材料，综述了其制备原理、特性、组元构成、主要性能指标和制造技术。
热双金属复合材料的工作原理是通过复合技术将两种及以上的金属层交替叠加并紧密结合，由于不同金属各异的热膨胀系数，当通过环境传导或自我发热方式受到热力刺激时，整个材料发生弹性弯曲变形而发生形状变化。
热双金属的组元构成是影响其性能的重要因素，选择合适的金属组元可以使其具备更优异的性能。
常见的组元包括钢-铝、铜-铝等，高膨胀层一般为锰铜合金，低膨胀层一般为铁镍合金。
通过合理设计不同金属的层厚比例和堆叠顺序，可以调控材料的热膨胀性能和机械强度，主要性能指标包括材料的热膨胀系数、电导率和机械强度等，其中热膨胀系数决定了材料在不同温度下的形状变化程度，电导率影响了材料在电子电器中的导电性能，而机械强度则直接关系到材料的使用寿命和稳定性。
制造技术是影响热双金属复合材料品质的关键因素之一，常见的制造技术包括爆炸复合、轧制复合和粉末冶金等。
热隔膜工艺温度与成型速率对C形复合材料成型质量的影响
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
４ ５
热 隔膜 工 艺温 度 与成 型 速 率对 Ｃ形 复合 材料 成 型质 量 的影 响
边旭 霞，顾轶 卓 ，孙 晶 ，李 敏
（ 北京航 空航天 大学材料科学与工程学院 ，北京 １ ０ ０ １ ９ １ ）
摘要 ：利用 自制的热 隔膜成型设备制备 ｃ形 结构碳 纤维／ 环氧预 浸料预成 型体 ， 通过 对预成型体 的厚度、 缺 陷进行 表征 ，
将制 件放 入热 压罐 中固化 。热 隔膜成 型 工艺 已在波 音７ ７ ７长桁 、 Ｖ ２ ２长桁 和 Ａ ４ ０ ０ Ｍ 机 翼 前 梁 等 大 型构
件 中得 到成 功应 用 ， 并 发 展 成 为 一 种 重要 的低 成 本 制造 技脂 基 复合 材料 ， 国外学 者 对 其 进行 了大 量 研 究 。热 隔膜 成 型
基 金 项 目： 国家 商 用 飞 机 制 造 工 程 技 术 研 究 中 心创 新基 金 （ Ｓ Ａ ＭＣ １ ２ ． Ｊ Ｓ 一 １ ５ ￣１ ０ ） 作者简介 ：边旭霞 （ １ ９ ８ ８ ． ） ，女 ，硕士研究生 ，主要从事复合材料方面 的研究 。
通讯作者 ：顾轶卓 （ １ ９ ７ ９ ． ） ，男 ，副教授 ， 硕士生导师 ，主要从事复合材料方面的研究 ，ｂ ｅ ｎ ｎ ｉ ｅ ｇ ｕ ＠ｂ ｕ ａ ａ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 。
随着复合材料在飞机结构件 中的大量应用 ， 为
高效 利用 自动铺 层 技 术 并 提 高成 型质 量 ， 热 隔 膜 成 型工 艺开 始 与 自动 化 铺 层工 艺 相 结 合 ， 即先 利 用 自 动铺 带技 术 ， 将 预 浸料铺 叠 成平板 ， 然 后利 用 热 隔膜
陶瓷电容式力敏元件的可靠性设计与工艺
0引言 电阻应变式 传 感 器 已 经 广 泛 应 用 于 各 类 称 重 测 力 场
合。不过在一些特殊或极端恶劣环境下，电阻应变式传感 器仍然存在许多不足。尤其在一些冶金、发动机和航空等 环境中，精确的称重测力需求仍然十分迫切［1～ 3］。在其他 一些可选的测力技术中，如基于硅半导体的压力传感器可 以工作在高温 环 境 下，但 是 由 于 硅 材 料 本 身 的 限 制，超 过 300 ℃ 硅材料会有本征激发的现象出现［4］。而陶瓷在低高 温、腐蚀和辐射等环境中都具有稳定的机械性能，因此近年 来基于陶瓷的各种力传感器的研究发展十分迅速。针对电 容式测力传感器，国内外学者进行了不少研究。高晓丁等 研究开发了一种新型电容式力传感器用于铁路岔道转换设 备的控制［5］。孙玉超等人针对 S 型电容称重传感器参数 结构设计问题，运用有限元软件对弹性体结构进行参数化 仿真与优化［6］。为了适应集成化与大批量生产的需要，陶
Ｒeliability design and process of ceramic capacitive force sensitive element*
TANG Jianhua1，2 ，HUA Yinqun1 ，YANG Jichang1
( 1． School of Mechanics Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，China; 2． Changzhou Vocational Institute of Textile and Garment，Changzhou 213000，China)
2019 年 第 38 卷 第 7 期
传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies)
2024铝合金电弧堆焊增材工艺组织性能研究
这次实验采用伊萨 Origo Tig 4300iw AC/DC 氩气保护电 焊机遥 2024 铝合金为基体袁 主要成分见表 1袁 E4043 铝硅焊 条为焊丝的材料袁 主要成分见表 2 采用增材制造技术进行电 弧堆焊 [4]遥
由图中数据不难看出袁 总的来说焊缝区的硬度集中在 70HV 左右袁 热影响区最高袁 然后方向逐渐降低最后趋于稳
1
2020 年第 2 期
建材发展导向
定在基体本身的硬度左右遥 五条曲线都呈现出在热影响区内硬度值最高袁 焊缝区硬
度值最低遥 由于焊缝存在枝晶偏析袁 使其硬度分布不均匀袁 焊缝区金属的硬度与热影响区金属的硬度相比有较大幅度的 降低遥 其次袁 硬度虽然变化幅度大袁 但是平均来看袁 160A 的 条件下袁 焊缝和热影响去的硬度最高袁 电流过大或者过小都 会降低热影响区和焊缝的硬度袁 而基材的硬度总体变化不 大遥 4 扫描电镜 (SEM) 及成分分析
电弧熔敷增材制造的成形方法最大优势是缩短产品制造 周期尧 降低制造工艺尧 效率高袁 与传统生产制造相比更加具 有制造优势 [2]遥 其生产的产品尤其适于低成本小批量产品制 造袁 与此同时袁 结构复杂产品性能要求高尧 原材料附加值高 的产品同样适合采用电弧熔敷增材制造技术遥 因其成形高 效尧 生产的产品性能较好的特点袁 在航天领域尧 精密制造尧 军工设备等领域具有广阔应用前景 [3]遥
行硬度测量 [5]袁 采用 100g 载荷袁 载荷持续时间设定为 10 秒遥 测量电弧堆焊 2024 铝合金选用 4043 焊丝材料电弧熔覆试样 的焊缝尧 热影响区和母材处不同区域内的硬度值遥 试样的硬 度测试方向从垂直于焊缝横截面正中心往母材测试袁 沿着这 个方向每隔 0.5mm 取一个测试点袁 试验结果如图 2 所示袁 0 点处为焊缝最高点遥
微波MLCC绝缘电阻的工艺影响因素研究
中，绝缘电阻对串联电容器组耐压能力的影响是一 个不可忽视的因素‘引。对微波ＭＬＣＣ而言，因其使 用频率高，微弱的漏电流会对整个元器件性能产生 较大的负面影响，故提高微波ＭＬＣＣ的绝缘电阻很 重要。
２结果与讨论分析 ２．１ 流延工艺与膜片性能对绝缘电阻的影响
在微波ＭＬＣＣ的生产过程中，首先将一定配比 的微波介质陶瓷粉体、有机溶剂、粘合剂、分散剂及 其他助剂等混合后球磨，再流延成陶瓷介质膜片。 介质膜片除了要求在宏观上具有较好的韧性，适合 后继工艺外，其微观结构的均匀性亦不容忽视。
介质膜片的性能与陶瓷浆料中各组分的配比及 流延工艺过程密切相关，图２为陶瓷浆料在不同组 分配比和流延工艺下所得介质膜片显微结构图。图 ２（ａ）中的陶瓷粉体被粘合剂包裹，呈团聚状，且粘合 剂被“撕裂”不连续，造成介质膜片出现较多孔洞；图 ２（ｂ）中陶瓷粉体的分散性较好，介质膜片在较大放 大倍数下仍无明显孔洞，只存在少许瓷粉颗粒间隙。 将这两种膜片做成微波ＭＬＣＣ后发现，利用图２（ａ） 的膜片生产的ＭＬＣＣ的绝缘电阻要比用图２（ｂ）
摘 要：在即定原材料和多层电容器整体结构设计基础上，立足于微波片式多层陶瓷电容器的规模化生产工 艺，对各种影响绝缘电阻的生产工艺因素进行了系统研究。结果表明，工艺因素对微波片式多层陶瓷电容器（ＭＬ— ＣＣ）绝缘电阻的影响较大；在实际生产过程中，优化流延工艺改善陶瓷膜片性能，在印刷中采用合适的内电极烘干
文章编号：１００４—２４７４（２００９）０１—０１１９—０４
制备工艺对多层陶瓷电容器容量的影响研究
多层陶瓷电容器(Multilayer Ceramic Capacitors，ML-CC)又称片式独石电容器，具有体积小、容量高、损耗低、耐压高、安全稳定、价格便宜等优点，被广泛应用于各种仪器、仪表、电子设备中，起隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、储能、控制电路等作用。
目前在航空、航天、兵器、工业控制、5G通信、汽车电子消费类电子等产品中得到大量应用[1-3]。
近年来，MLCC越来越朝小型化、高容量、高可靠性、贱金属化、高温化、高电压化等方向发展[4]。
根据MLCC容量计算公式，如(1-1)所示[3]，MLCC的容量与材料K值，有效正对面积A，有效电极层数N-1，介质厚度T有关。
在一定尺寸条件下，可以通过提升材料的介电常数，增加介质层数，降低介质厚度来获得更高的容量。
公式中任何一个参数的变化，均会导致MLCC的容量受到影响，尤其是对于低容产品（≤10pF）和高容产品（≥0.1μF）。
MLCC在制备过程中，由于涉及的工序较多，对产品容量等性能影响的因素众多。
本文研究了各工序在MLCC制备过程中，制备工艺对K、A、N、T的影响，总结出对MLCC容量的影响因素。
C p=Kε0A（N-1）T（1-1）C p：表示电容器的容量，单位F；K：材料介电常数；ε0：表示真空介电常数，8.854187817×10-12F/m。
A：表示电容器的有效正对面积，单位m2;N：表示电容的电极层数，N-1表示电容器的有效电极层数；T：介质厚度，单位m。
根据MLCC产品类型及要求的不同，各个厂家的MLCC制备工艺流程大体上相同，对生倒和镀前处理工艺并非每个厂家都有。
配料是将陶瓷粉末、PVB粘合剂、有机溶剂（甲苯、无水乙醇）、添加剂（包括分散剂、增塑剂、消泡剂、稀释剂等）按照一定比例和顺序充分混合，经过砂磨机，在一定的砂磨时间及转速作用下，将各组分充分分散均匀，使粘合剂均匀的包裹在陶瓷粉末上，形成具有一定流动性的稳定的陶瓷浆料，以备流延使用。
施主掺杂提高ZnO压敏电阻的冲击稳定性
施主掺杂提高ZnO压敏电阻的冲击稳定性
杨莉禹;任鑫;宁宇;刘晓曼;高丽;游俊玮;姚政
【期刊名称】《陶瓷学报》
【年(卷),期】2024(45)2
【摘要】研究了铝铟共掺杂对ZnO压敏电阻的微观结构和电学性能的影响,特别是浪涌冲击稳定行为。
采用X射线衍射、扫描电子显微镜对ZnO压敏电阻的微观结构进行了表征,通过电流—电压测试、脉冲电流冲击测试和电容—电压测试对电性能进行了评估。
结果表明:当Al^(3+)和In^(3+)掺杂量分别为0.0008 mol%和0.0033 mol%时,ZnO压敏电阻表现出了最佳的电性能;此时的电位梯度为95.3 V·mm^(-1)、非线性系数为74、残压比为2.43。
另外,ZnO压敏电阻在8/20μs 10 k A电流下冲击20次后,正反压敏电压变化率分别为+3.30%和-6.67%。
【总页数】8页(P352-359)
【作者】杨莉禹;任鑫;宁宇;刘晓曼;高丽;游俊玮;姚政
【作者单位】上海大学理学院纳米科学与技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.75
【相关文献】
1.同时提高ZnO压敏电阻器的静态性能及冲击性能的方法
2.不同方法合成掺杂ZnO粉体制备ZnO压敏电阻
3.室温固相合成掺杂ZnO纳米粉体制备ZnO压敏
电阻4.液相掺杂法可提高ZnO压敏电阻器的性能5.采用Ga掺杂的具有低泄漏电流和高稳定性避雷器ZnO压敏电阻
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一种测试多层膜系热导率的方法
单 , 测试方便.
有很好 的线性关系, 温度测量精度高 , 所以金属
a ) 参考结构 (
C
b ) 侧试 结构 (
A
: B
(c )
c R 侧 试结构 T
图 1 多层薄膜热导率测试 的结构示意图
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INFR AR ED (M o NT H二)/V oL.31. N O .12 , D Ee 20 10
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文章编号: 1672一 8755(2010)12一 0016一 05
外
2010 年 12 月
一种测试多层膜 系热导率的方法
祝 婕 吴志明 杨利霞 袁 凯 蒋亚东
(电子科技大学光电信息学院电子薄膜 与集成器件国家重点实验室 , 四川 成都 610054)
摘
要 : 提 出了一种 测试 多 层 薄膜 热 导率 的结 构. 用 A N SY S 有 限元分析 软件 对 该 结
射金属铂蛇形 电极以使通 电加热后的温度分布
达 到 比较均匀 "电极 的两端 分别是 铝焊块 "与微 测辐射 热计探 测单元 的桥面 制作工 艺相似, 牺牲 层释放 后 , 整个测试结构 是 由 S i二 N ! 支撑起来 的 微桥结 构 , 并 且桥面呈细 长形状 "这样 的设计不 仅 可以减小衬底 热导的干扰 , 提高 测试精度 , 而 且 其工 艺流程简单 , 操作方 便 . 因为铂 金属 的 电阻率变 化 和温 度变 化之 间
stru etu re 15 o n e o f
th e key p aram eters af e e tin g th e p erf f o rm a n ee o f th e d ev iee. T h e m eth o d n eed n o t to b e im P l e m en ted i n va eu u m and ha s th e f e atu res of si m Pl e stru e tu re a n d ea s y oP era t i on. th e rm a l eo n d u e tiv i ty : m u l ti - l盯 er f i lm s ; A N S Y S
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随着信息技术的迅猛发展 ， 各种信息 近几年来 ， 设备终端越来越高频化 ， 小型化 ， 对电子元器件的性 能和尺 寸 提 出 了 更 高 的 要 求 。 目 前 国 外 的 ＡＶＸ、 、 Ｊ ｏ ｈ ａ ｎ ｓ ｏ ｎ ＡＴ Ｃ、 Ｄ Ｌ Ｉ等公司都在投入巨资开发微型 陶瓷电容器 。 因为该电容器与传统电容器相比具有 较低的串联等效电阻 、 高的品质因数和高的可靠性 ， 更能满足微波和毫米波频段电子线路领域的苛刻要 求
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化大规模生产 、 气 孔 率 低、 产 品 成 分 起 伏 小， 性能稳 定， 但缺点在于对生产设备精度要求高 ， 不易维护 。 ． ４ 电容器电阻性能测试 １ 本次实验采 用 日 本 Ｈ ８ Ｉ ＯＫ Ｉ公 司 Ｄ Ｓ Ｍ－ １ ０ ４型 绝缘电阻测试仪和 Ａ ｌ ｅ ｎ ｔ的 ４ ２ ８ ４型 Ｌ Ｃ Ｒ 测试仪 ｉ ｇ 来测试样 品 的 绝 缘 电 阻 值 和 交 流 电 场 下 的 介 电 损 耗， 使用重庆汉巴公 司 的 温 控 箱 来 控 制 测 试 时 的 环 境温度 ， 利用Ｊ ６ Ｅ Ｏ Ｌ 牌Ｊ Ｓ Ｍ－ ４ ９ ０型扫描电子显微 来观测样品表面晶粒生长的微观形貌 。 镜（ ＥＭ） Ｓ
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直流 、 有源旁 路 、 滤 波、 阻抗匹配和共面波 Ｆ 旁路 、 Ｒ 导等功能 。 微型陶 瓷 电 容 器 中 用 量 大 的 是 １ ０ ０～１ ０ ０ ０ｐ Ｆ 电容器 ， 其尺寸大小为（ ． ２ ５×０ ． ２ ５～０ ． ８ ０×０ ． ８ ０） ０ ２ ） ０ ｍｍ × （ ． １ ５～０ ． ２ ０ ｍｍ 左右 。 该小体积大容量 的 电 容 器 是 在 表 面 平 整、 光 滑、 致密的介电常数为 ５ ０ ０ ０ 左右的陶瓷基片上利用薄 膜 电 极 溅 射 工 艺 和 ２ 半导体微细切割工艺制作而成 。 要制作高性能的大
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真空电子技术 ＶＡＣＵＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮ Ｉ ＣＳ
· 电子陶瓷 、 陶瓷 －金属封接专辑 ·
成型工艺对高介薄型单层陶瓷电容器电阻性能影响
黎俊宇 ， 钟朝位 ， 张 旭
（ ） 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ５ ４
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摘要 ： 采用流延和轧膜成型两种工艺制作了尺寸为 ３ 介电常数为２ ８ ． １ ｍｍ×３ ８ ． １ ｍｍ×０ ． １ ５ ｍｍ， ５ ０ ０ ０左右的单层微波 电容用陶瓷介质基片 。 系统对比了两种不同成型工 艺 对 该 基 片 的 显 微 结 构 和 电 阻 性 能 的 影 响 规 律 。 实 验 结 果 表 明 ： 轧膜成 型制备出的电容器样品的绝缘电阻偏压特性和温度特 性 均 优 于 流 延 成 型 工 艺 制 得 的 样 品 ， 而且在各个温度下的介电损耗低 于流延成型工艺制得的样品 。 不同的陶瓷基片表面扫描电镜图显示 ， 流延成 型 的 陶 瓷 介 质 表 面 粗 糙 多 孔 ， 而轧膜成型的陶瓷 介质表面致密紧实 。 关键词 ： 成型工艺 ； 陶瓷电容器 ； 绝缘电阻 ； 偏压特性 ； 温度特性 Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ ３； （ ） 中图分类号 ： ＴＭ ５ ３ ４ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２－８ ９ ３ ５ ２ ０ １ ４ ０ ５－０ ０ｄ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｈ ｉ ｎ ａ， ｈ ｅ ｎ ｄ ｕ６ １ ０ ０ ５ ４， ｈ ｉ ｎ ａ） ａ Ｔ ｏ Ｃ Ｃ Ｃ ｇ ｙ ｇ ｆ
： Ａ ｌ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｓ ｉ ｎ ｌ ｅ ａ ｅ ｒ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ３ ８ ． １ｍｍ×３ ８ ． １ｍｍ － ｇ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｏ ｆ ２ ５ ０ ０ ０ｗ ａ ｓ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｔ ｗ ｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ×０ ． １ ５ ｍｍ ａ ｎ ｄ ｐ ｙ ｐ ｐ ｙ ｇ ｐ ｇ ｃ ｔ ａ ｅ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｌ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｗ ｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ － ｐ ｇ ｇ ｐ ｇ ｐ ｇ ｐ ｒ ｏ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｗ ａ ｓ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｐ ｐ ｙ ｙ ｐ Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ｉ ａ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ － ｐ ｐ ｉ ｃ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｔ ａ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｒ ｏ ｌ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓ ａ ｓ ｔ － － ｐ ｐ ｙ ｐ ｐ ｐ ｙ ｇ ｐ ｐ ｐ ｉ ｒ ｅ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ｏ ｓ ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｃ ｈ ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓ － ｐ ｇ ｇ ｐ ｐ ｐ ｐ ｃ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｔ ａ ｅ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ． Ｔ ｈ ｅ Ｓ ＥＭ ｉ ｍ ａ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ｕ ｂ － － ｐ ｙ ｐ ｇ ｇ ｐ ｇ ｓ ｃ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ｅ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ － ｐ ｐ ｙ ｐ ｐ ｇ ｇ ｐ ， ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｒ ｏ ｌ ｌ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ．Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓ ｗ ａ ｓ ｒ ｏ ｕ ｈ ａ ｎ ｄ ｐ ｐ ｙ ｐ ｙ ｐ ｇ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｗ ａ ｓ ｆ ｌ ａ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ａ ｃ ｔ ． ｇ ｐ ｐ ： ， ， ， ， Ｉ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ｓ Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ Ｋ ｅ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｂ ｉ ａ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｇ ｐ ｐ ３， ｙ Ｔ ｅ ｍ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｐ
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２ 结果与讨论
２ ． １ 绝缘电阻偏压特性 绝缘电阻的测量一般都是通过电容器两端施加 通过 检测电容器两端的漏导电流Ｉ， 一定电压 Ｕ 后 ， 以下公式计算测得到绝缘电阻 ： （ ） Ｒ ＝ Ｕ／ Ｉ １ ） 通过式 （ 可计 算 出 两 种 不 同 成 型 工 艺 下 的 样 １ 品在不同电压下的绝缘电阻值 。 绝缘电阻偏压特性 一直是电容器的一 个 很 重 要 的 性 能 ， 表征电容器在 不同偏置电压下 的 保 持 稳 定 ， 不 被 击 穿 的 能 力。一 般来说 ， 随着偏置电压的升高 ， 材料内部的杂质离子 或自由离子会在电压的作用下 ， 能量逐渐升高 ， 当能 量大到一定值后 ， 杂质离子或电子会脱离晶格束缚 ， 迁移至晶界或缺陷 中 ， 并在电压作用下随着电场方