晶界層電容器是以晶界為介質，而以充分半導電化的晶粒為電極的陶瓷電容器。由於晶界很薄，因此具有很高的顯介電常數。70年代末進入批量生產的SrTiO3晶界層電容器，在工業水平介電常數>60 000，把常規瓷介質的相對介電常數提高數倍至十倍以上。
晶界層電容器雖然有很高的相對介電常數，但在-30～+80℃範圍內，電容變化率可控制在±40%內，電容器的可靠性也高，因此可製造超小型大容量電容器。
基本介紹
- 中文名：晶界層電容器
- 外文名：Grain boundary layer capacitor
- 製造方法：二次燒成法、一次燒成法
- 特點：介質損耗較低，溫度係數較小
- 注意事項：選擇純度高的原料
- 學科：金屬材料
特點,製造方法,二次燒成法,一次燒成法,注意事項,
特點
晶界層電容器製品具有介電常數很高，約數萬到數十萬，介質損耗較低，溫度係數較小，在電壓和低限抗電晶體等線路，顯示出非常優良的性能主要有鐵酸鋇系和欽酸惚系兩類。
工藝特點為施摻雜半導化，空氣中次燒成或施卞摻雜高溫中性(氮氣)或通氫還原燒成後，再經徐覆氧化銅等進行第二次燒成形成晶界絕緣層，即一次燒成。廣泛用於收音機、電視。
製造方法
晶界層電容器製造主要有兩種方法：
二次燒成法
在純SrTiO3原料中加入少量施主雜質，例如Nb2O5、Dy2O3、Ta2O5、Sb2O3等，成型後，先在1 380～1 470℃的範圍內的弱還原性氣氛中進行第一次燒結，使整個瓷體充分半導電化。然後，在瓷片上塗附CuO或B2O3-PbO-Bi2O3漿料，在空氣中燒至1 200℃，保溫若干小時進行第二次燒成。
由於第二次燒成的溫度較低，被塗附的受主氧化物只能在晶界上滲透和擴散，從而形成晶粒高度半導電化、晶界高度絕緣化的多晶陶瓷材料。這種方法已比較成熟，製品性能穩定，已進入商品化生產。機、台式電子汁算機、汽車和電子電路中。
一次燒成法
將施主雜質和受主雜質預先一起加到BaTiO3中，燒結是在還原性氣氛下進行的，但冷卻則是在空氣中進行的，即在冷卻過程實現晶界絕緣化。
這種方法工藝簡單、生產周期短、節能且成本低，但工藝控制則比二次燒成法嚴格和困難，故較難推廣套用。
注意事項
在工藝中必須注意如下幾個問題：
①選擇純度高的原料；
②選擇合適的Ti/Sr比；
③選擇適當的施主、受主雜質及其含量；
④控制好還原階段和氧化階段的比例；
⑤選擇適當的燒結促進劑；
⑥控制晶粒的大小、擴散層、晶界及氣孔分布。
