高性能2B4-402中高压介质瓷料的研可行性研究报告--19.doc

南昌市科技局科技攻关项目 高性能2B4-402中高压介质瓷料的研制 可行性研究报告 南昌大学材料科学与工程学院 一、选题的必要性 1.项目所处技术领域产业政策 属于南昌市鼓励的产业，属于南昌市2007年科技计划指南中电子信息类中电子产品，本项目研制开发的产品为新型电子元器件，是南昌市科技发展的重点支持方向，对于南昌市在电子产品行业的升级换代有较大的意义。 2.项目所处技术领域技术发展现状 B4-402介电瓷料经过本课题组的试制并检测，得到的结果表明其电性能指标完全符合国标GB/T5596-7996标准，并且许多参数优于国标。国标的主要指标的表达形式如下： （1）ε值（介电常数）20±2℃ 4000±500（2）tgδ（介电损耗） ≤ 2.0×10-2（3）电容变化率△c/c% 不加直流偏压±9.0 加直流偏压±12（4）绝缘强度 ≥ 4 KV／㎜ 本课题组在多年的研究开发过程中，经过无数次的试验得到的B4-402介电瓷粉性能技术指标如下： （1）ε值（介电常数）20±2℃ 3700-390 （2） tgδ×10-2（介电损耗） 1-1.3×10-2（3） 电容变化率△c/c% 25℃-20℃ －7.9 20℃-85℃ －8.7（4）绝缘强度 ≥7-8 KV／㎜ 本产品经与国内外产品性能对比，表明我们研制的B4-402瓷粉与台湾信昌公司生产的Y5P-402B介电瓷料处于同等技术水平。目前我们的团队正在进一步完善该技术，在完成相关的试验以后，进行产品的中试和大规模试验。 3．项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用 随着科学技术的进步，电子工业迅猛发展，以手机、便携式计算机、家用电器、数码设备等为代表的电子整机向着“薄、轻、短、小”的方向发展。陶瓷电容器也向着小型化、微型化、片式化，大容量、小尺寸、机械强度高和低损耗、温度范围宽，以及良好的温度特性的高性能方向发展。而且出于节省成本，提高产品质量，以便于参与市场竞争的考虑，电容器生产厂家要求电容器介电瓷粉具有介电常数高，机械强度高，瓷体结构致密，损耗小，温度特性好，性能稳定，老化性能优良的高品质因素。本项目研制的B4-402介电瓷粉在研发的过程，本着上述要求，采用了等价掺杂和不等价掺杂的技术路线，大胆尝试稀土单一氧化物掺杂改性，进行多元复合式掺杂等多项关键技术。通过大量的试验，筛选出一批掺杂改性元素，促进剂和稳定剂，并经过优化试验定位。形成不同的优化组合后，结合我们开发的独特的新工艺，经过长期反复试验和改进，最终开发出满足上述特点要求的高性能介电瓷粉材料。该技术的发展对于电子元件片式化能做出重要的贡献。 4.项目目前进展情况 本项目的前期研究开发工作已基本完成，目前制备的中高压陶瓷电容瓷料达到了国家标准的要求，经合作厂家使用基本合格，可与国外同类产品媲美。目前合作单位宝山电子材料公司正准备开发这个产品，准备在小试完成后建设60吨/年中高压陶瓷电容瓷料生产线。我们研发成功的B4-402介电瓷粉，到目前为止，已经进行过多次试验，取得很好的成果，随着稳定性的进一步改善，以及随后的小试，我们将会加快产品的产业化步伐。 二、技术方案论述 1．项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平 B4-402介电瓷料研制的技术关键有以下几点： （1）等价掺杂技术 晶体化学原理和实践证明，只有那些电价相同、离子半经和化学性能相近的离子才能实现大量置换固溶体中BaTiO3晶体中的A、B位离子，而且，随着离子半径的增大和化学活性的减弱，其置换能力也相应减少。通过等价掺杂可以实现对材料的改性，并且随着不同离子的加入，可用于提高材料的介电常数从而实现改性的要求。通常对于BaTiO3基材料，常用Ca2+、Sr2+、Mg2+等离子来置换Ba2+离子，用Si4+、Zr4+、Sn4+等离子来取代Ti4+离子，而形成（Ba、Ca、Sr、Mg）(Ti、Si、Zr、Sn)O3类的连续固溶体。 （2）不等价掺杂技术 采用不等价掺杂技术，就是选择一些电价不等而且有特殊活性的离子去置换固溶体中的A、B位的离子，达到改变原有晶体的结构，增加固溶体中原有离子的活性，从而达到改变材料性能的目的。如B4-402介电瓷粉试验过程中，采用的就是稀有元素Nb2O5和稀土单一氧化物Pr4O11高活性材料掺杂，采用不等价掺杂全过程是一个低