(X7T)DC bias characteristics of BaTi0.65Zr0.35O3 with additives (Gd2O3, SiO2,MgO) for multilayer ceramic capacitors

Sea-FueWangaYung-FuHsuaChun-WeiChangaBo-ChengLaiaJian-HuaLibYuan-ChengLaiba

Department of Materials and Mineral Resources Engineering, National Taipei University of Technology, Taipei, Taiwan, ROCbHoly Stone Enterprise Co., Ltd., 62, Sec.2. Huang Shan Rd., Nei Hu Dist., Taipei, Taiwan

 

 

본 연구에서는 다양한 양의 Gd2O3 및 SiO2 첨가제를 첨가한 BaTi0.65Zr0.35O3-2 mol% MgO 세라믹스를 고상법으로 제조하였다. BaTi0.65Zr0.35O3-2 mol% MgO-2 mol% SiO2 세라믹의 치밀화 온도는 1275 °C였으며, 2.0 mol% Gd2O3 미만이 첨가되었다. Gd3+ 이온은 A-사이트 이온을 우선적으로 대체했다. 치밀화 온도는 1225℃로 낮아졌고, 세라믹의 Grain size는 2mol% Gd2O3에 대해 최대 2.96μm까지 크게 성장했으며, 추가로 Ba2GdZrO5.5의 미량 생성되었다. 

 

Tan δ 값이 크게 감소했고 전기저항은 VO••농도의 감소 및 입성장에 기인하여 몇 배 증가하였다. Gd2O3 함량이 2 mol%를 초과하면 Gd3+ 이온이 B 사이트 위치로 들어갑니다. 5 mol% Gd2O3의 경우 VO••농도 증가에 따라 치밀화 온도가 1350 °C 이상으로 증가하고, grain size가 0.84 μm로 감소하며, tanδ 값이 증가하고 전기저항률이 감소한다.

 

TCC(정전용량의 온도 계수)는 온도증가에  반대로 선형적인 관계를 나타내며 낸다.  Gd2O3 및 SiO2 함량이 증가함에 따라 시계 반대 방향으로 회전시킵니다. BaTi0.65Zr0.35O3-2 몰% MgO-2 mol% SiO2 세라믹은 실온에서 871의 유전 상수를 가졌다.  이는 5mol% Gd2O3에 대해 417로 감소했다. 2 mol% SiO2 첨가제를 포함하거나 포함하지 않는 BaTi0.65Zr0.35O3-2 mol% MgO 세라믹스의 유전 상수는 2.5 KV/mm의 바이어스하에서 10.2% 꾸준히 감소하였다. 유전 상수의 변화 크기는 5 mol% Gd2O3 첨가제에 대해 1.33%로 상당히 감소하였다.

 

 

 

 

 

Ceramics International
Volume 46, Issue 18, Part A, 15 December 2020, Pages 28227-28236
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.07.323