MLCC Material & Process

(Composition) DC bias characteristics of BaTi0.65Zr0.35O3 with additives (Gd2O3, SiO2,MgO) for MLCC 본문

Material

(Composition) DC bias characteristics of BaTi0.65Zr0.35O3 with additives (Gd2O3, SiO2,MgO) for MLCC

CeraMing 2021. 10. 29. 22:48

Ceramics International
Volume 46, Issue 18, Part A, 15 December 2020, Pages 28227-28236

 

Abstract


본 연구에서는 다양한 양의 Gd2O3 및 SiO2 첨가제를 첨가한 BaTi0.65Zr0.35O3-2 mol% MgO 세라믹스를 고상반응법으로 제조하였다.  2.0 mol% Gd2O3 미만이 첨가된 BaTi0.65Zr0.35O3-2mol%, MgO-2 mol%, SiO2 세라믹의 치밀화 온도는 1275 °C였다. Gd3+ 이온은 주로 A 부위 이온을 치환한다.  2mol% Gd2O3을 첨가한 경우, 치밀화온도는 1225℃로 낮아졌고, 세라믹의 grain size는  최대 2.96μm까지 크게 성장했으며, 추가로 Ba2GdZrO5.5가 소량 만들어졌다.

 

Gd의 함량이 감소하고 grain size 커지면 tanδ가 작아지고, 전기저항은 거의 10배 이상 증가했다. Gd2O3 함량이 2 mol%를 초과하면 Gd3+ 이온이 B 사이트로 들어간다. 5 mol% Gd2O3의 경우 함량 상승에 따라 치밀화 온도가 1350 °C 이상으로 증가하고, grain size가 0.84 μm로 감소하며, tanδ 값은 증가하고 전기저항률은 감소한다. 


TCC는 온도에 대해  거의 직선적인 관계를 나타내며 Gd2O3 및 SiO2 함량이 증가함에 따라 시계 반대 방향으로 회전한다.  BaTi0.65Zr0.35O3-2mol% MgO-2 mol% SiO2 세라믹은 실온에서 871의 유전 상수를 가졌으며, 5 mol% Gd2O3에서 417로 감소했다.  2mol% SiO2 첨가제를 포함하거나 포함하지 않는 BaTi0.65Zr0.35O3-2 mol% MgO 세라믹스의 유전 상수는 2.5 KV/mm의 바이어스하에서 10.2%까지 꾸준히 감소하였다. 유전 상수의 변화 크기는 5 mol% Gd2O3 첨가제의 경우 1.33%로 크게 감소하였다.