在消費電子產品微型化、集成化、寬頻化需求的推動下,電子陶瓷行業正經歷革命性技術創新。比如,隨著0402/0201微型封裝規格市場滲透率持續提升,疊加5G基站與新能源汽車高壓平臺對高耐壓MLCC的迫切需求,多層陶瓷電容器對鈦酸鋇(BaTiO3)電介質材料性能——尤其是粒徑控制及分散性提出了更為嚴格的技術要求。
作為典型ABO3型功能材料,鈦酸鋇主要呈現立方相(順電相)和四方相(鐵電相)兩種晶型結構。其中,四方相鈦酸鋇因具備自發極化特性,在鐵電、壓電、熱電和能量采集等性能表現上尤為突出,因而被廣泛應用于多層陶瓷電容器中,被稱作是“電子陶瓷工業的支柱”。
值得注意的是,四方相鈦酸鋇的性能和應用與納米粒子的粒徑存在密切相關,體現出明顯的粒度效應:有研究者發現,納米BaTiO3粒徑縮減可同步降低介電常數、居里溫度與介電損耗,同時提升絕緣電阻與擊穿電壓。這使得小粒徑材料既能契合器件微型化趨勢,又能增強MLCC綜合性能,顯著延長使用壽命。
當前技術攻關聚焦200nm以下鈦酸鋇制備,尤以100-150nm四方相BT粉體為核心突破點。主流制備技術包括共沉淀法、溶膠- 凝膠法、固相法、反相微乳液法、水熱法等。其中,水熱法以水為溶劑, 在高溫、高壓水熱條件下使原始混合物進行充分溶解并成核結晶,能夠得到晶粒發育完整、顆粒度可控、粒度分布均勻、分散性良好且擁有理想化學計量組成的材料。不過由于固-液反應缺乏熱力學數據且反應環境條件苛刻,俗話水熱法制備高性能BT粉體在產業化上有一定的挑戰。
5月26-28日,于廣州舉辦的2025年CAC先進陶瓷論壇電子陶瓷主題論壇上,粉體圈特邀桂林電子科技大學的朱歸勝教授分享報告《MLCC用鈦酸鋇基納米粉體的水熱制備及性能研究》,報告將圍繞高端電容用鈦酸鋇及鈣鎂摻雜鈦酸鋇粉體的水熱制備技術為核心,分析當前200nm以下高端電容用鈦酸鋇粉體技術的發展現狀以及市場需求,報告100nm級鈦酸鋇基粉體的水熱制備技術,以及中試和MLCC應用進展,為解決X8R高端電容提供了技術解決方案,以期推動國內MLCC關鍵原料的技術進步。
報告人介紹
朱歸勝,男,1981年生,桂林電子科技大學教授,博士生導師,電子信息材料與器件教育部工程研究中心副主任,廣西電子信息材與器件科技成果轉化中試基地副主任。
主要從事電子信息材料與器件的制備技術與工程化研究,長期致力于推動國產高端電子材料的產業化。解決了高端電容用高性能納米鈦酸鋇粉體材料、平板顯示產業用高密度大尺寸ITO靶材“卡脖子”技術。主持完成國家自然科學基金、廣西重大專項、企業重大委托等項目30余項,主導完成大尺寸高密度ITO靶材制造技術、碳基超級電容器技術、電子級鈦白粉制造技術、納米四方相鈦酸鋇等產業化項目4項,累積為企業創造經濟效益超3.5億元。專利成果轉讓6項,轉化金額960余萬元,孵化企業2家。在國際核心期刊發表SCI收錄學術論文60余篇,獲授權發明專利20余項。獲2020年廣西科學技術進步獎一等獎1項,2018年中國發明創業成果獎一等獎1項, 2019年中國儀表功能材料學會電子元器件關鍵材料與技術委員會產學研貢獻獎。
2025年CAC先進陶瓷論壇
作者:粉體圈
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