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'独石电容器瓷 §5-1独石电容器的特点1．MLCC的结构2．MLCC的特点3.MLCC的分类 独石电容器是印有内电极的陶瓷膜以一定方式重叠形成的生胚经共同烧结后形成一个整体的“独石结构”，也称为多层陶瓷电容器（MultilayerCeramicCapacitors）简称MLCC。1.MLCC的结构§5-1独石电容器的特点 不同型号MLCC的市场变化§5-1独石电容器的特点 MLCC发展的主要趋势§5-1独石电容器的特点 基于成本因素的考虑Pd:Ag:Ni:Cu=80:3:1:1（价格比）Ni电极的独特优势电阻率较Pd、Ag70-Pd30低，有助于降低ESR；电迁移速率小，电化学稳定性好；Ni内外电极连接的可靠性高；Ni-MLCC的机械强度高，抗折强度大；熔点比Cu更高，作为电极有利于MLCC的烧结。为什么要发展贱金属电极MLCC？§5-1独石电容器的特点 主要研究国家和地区：日本、欧洲、韩国、台湾地区。清华大学材料系、电子科技大学微固学院产业化方面：国外：TDK、村田、京瓷、太阳诱电、Philips、三星、…….国内：肇庆风华、深圳宇阳、潮州三环、国巨苏州（台湾）、天津三星（韩国）、上海京瓷（日本）、北京村田（日本）……BaTiO3基抗还原材料的研究现状§5-1独石电容器的特点 a.温度补偿型（I类）：以TiO2、CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3为基。b.高介电系数型（II类）：以BaTiO3为主成分。烧成温度>1300℃，电极用Pd、Pt才行。要求电极在烧结过程中不发生氧化、熔融、挥发、流失扩散现象。为了降低成本，必须尽可能地降低烧成温度，以便采用920℃以下烧成的银电极。3.MLCC的分类§5-1独石电容器的特点 我国MLCC的生产以中低温烧结为主，分为：①Pb系MLCC②BaTiO3系MLCC：加助烧剂低烧MLCC中采用的内电极为Ag（<950℃）或Pd-Ag（950～1000℃）电极。§5-1独石电容器的特点 §5-2-1复合钙钛矿系§5-2-2含铋层状结构化合物系§5-2-3BaTiO3基瓷料§5-2-4PLZT系瓷料§5-2-5抗还原瓷料§5-2独石瓷的主要系列 1.铌镁酸铅(PMN)系（低频MLCC）2.铌铁酸铅(PFN)系（低频MLCC）3.钨镁酸铅系（PMW）（高频MLCC）4.铌锌酸铅系（PZN）§5.2.1复合钙钛矿系§5-2独石瓷的主要系列 1．铌镁酸铅(PMN)系（低频MLCC）PMN晶相的性能:（复合钙钛矿）：Tc=－12℃ε（－12℃）=15000tgδ＜0.01烧成温度：1050℃特点：介电系数高，烧结温度较低。§5-2独石瓷的主要系列 采用PbTiO3作为移动剂。PbTiO3的性能（钙钛矿）：Tc=490℃ε（常温）=150烧成温度：1130℃特点：引入PbTiO3后，烧成温度提高到1230℃左右，但Tc向工作温区移动。（10～15mol％）§5-2独石瓷的主要系列 采用PbCd1/2W1/2O3作为助熔剂：反铁电体Tc=400℃ε（常温）=90tgδ＜0.015αε=+5000x10－6/℃烧成温度750℃，860℃熔融特点：瓷料烧结温度在920℃左右，可配合Ag电极的使用，可微调Tc。（生成液相，材料中的缺陷增多，活性增大）§5-2独石瓷的主要系列 为进一步改善瓷料的介电性能，在上述配方基础上外加PbO-Bi2O3-SiO2低温玻璃。特点：提高介质中液相对晶粒表面的润滑作用，防止晶粒长大。（0.7～1.0％）过多玻璃相会导致介电系数极大地下降，损耗增加。§5-2独石瓷的主要系列 工艺问题：在Pb(Mg1/3Nb2/3)O3的合成过程中，由于PbO的挥发，在500℃以上易生成低介电常数的焦绿石相（3PbO·2Nb2O5，简称P3N2）解决方法：a.添加PbO过量。b.两步合成法(1)MgO+Nb2O5→MgNb2O6(2)PbO+MgNb2O6→Pb(Mg1/3Nb2/3)O3§5-2独石瓷的主要系列 2.铌铁酸铅(PFN)系(低频MLCC)由于Pb(Fe1/2Nb1/2)O3铁电体的Tc在112℃，室温下ε在2000左右，故必须加入合适的移动剂，将居里点移到室温下，以获得极高的介电常数。§5-2独石瓷的主要系列 经验证明，当溶质和基质的结构中有一共同阳离子，则钙钛矿型固溶体的居里点随组分的固溶量作单向变化；如果没有共同的阳离子，则固溶体的居里点与组分固溶量之间存在一最小值。常用的移动剂：Pb(Fe2/3W1/3)O3PFWTc=-95℃Pb(Ni1/3Nb2/3)O3PNNPb(Zn1/3Nb2/3)O3PZNPb(Mg1/3Nb2/3)O3PMNPb(Co1/3Nb2/3)O3PCN§5-2独石瓷的主要系列 1)介质损耗＞5％2)电阻率低＜106Ω.m解决措施（改性）：1)加入V、Nb、Ta、Bi、Mn、Mg、Ni、Cr中的一种以上的氧化物作为添加剂，使tgδ↓、ρ↑见表6-4（P144）2)加入第三种复合钙钛矿型化合物：Pb(Ni1/3Nb2/3)O3、Pb(Mn1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3，使tgδ↓、ρ↑。PFW-PFN瓷料存在缺点：§5-2独石瓷的主要系列 典型配比（PFW）0.41-（PFN）0.49-（PT）0.1，烧结温度870～930℃使用Pd/Ag（10/90）内电极高比容（110μF/cm3）低损耗角正切（＜1.5%），高绝缘电阻(＞103MΩ)，低老化率和高介电强度（＞25.5kV/mm）的MLCC。§5-2独石瓷的主要系列 3．钨镁酸铅系（PMW）（高频MLCC）复合钙钛矿结构反铁电体：Tc＝＋39℃tgδ≤5×10－4，ε（常温）=75，εmax=115烧成温度：960℃§5-2独石瓷的主要系列 改性：1) 添加La2O3或Y2O3，使烧结温度↓，aε向正温方向移动2）添加BiMg2/3Nb1/3O3玻璃相，使致密度↑、机械强度↑、aε为-750～-130ppm/℃§5-2独石瓷的主要系列 1）PMW加入PMN，使Tc降低到正常使用温度之下，在使用温度范围内，瓷料的主晶相为顺电相，降低损耗，以适用于高频。缺点：tgδ仍较大，10-4。2）加入钨镉酸铅（PCW）作助熔剂，降低烧结温度，tgδ↓效果1）可得到系列化高频MLCC，如0.8PMN－0.2PMWTc=﹣70℃，αε可达﹣3300ppm/℃2）添加SrNi1/3Nb2/3O3改性，αε可达﹣5600ppm/℃§5-2独石瓷的主要系列 4．铌锌酸铅系（PZN）Tc=140℃特点：PZN-9mol﹪PT固溶体在室温下具有准同型相界（MPB）。用熔融法可在MPB组成附近合成钙钛矿结构的PZN-PT单晶，具有ε=60000，但一般很难合成，容易生成稳定的立方Pb3Nb4O13焦绿石相混合体，使介电性能下降。（可加入SrTiO3、PbTiO3、BaTiO3减少焦绿石相）§5-2独石瓷的主要系列 以上仅介绍了几种比较典型的复合钙钛矿型MLCC瓷料，围绕低温烧结陶瓷材料，可采用Ag（70﹪～85﹪）﹣Pd（30﹪～15﹪）合金作内电极，改善性能，降低成本，已由一元发展到二元甚至三元复合钙钛矿型化合物系列陶瓷，如PMN-PZN、PMN-PNN-PFN，PNN-PZN-PMN等等。我国清华大学研究了低温烧结的上述瓷料，可与Ag电极或含Pd为5﹪的Ag电极相匹配，大大的降低了MLCC生产成本。§5-2独石瓷的主要系列 1.含铋层状结构化合物的结构特点2.Bi化合物的特点3. Bi化合物在MLCC瓷料中的应用§5-2-2含铋层状结构化合物系§5-2独石瓷的主要系列 含铋层状结构化合物是由前苏联Smolensky在PbBi2Nb2O9中发现的，是又一大类材料，其化合物通式为(特征为各向异性)：(Bi2O2)2+(Mn－1RnO3n＋1)2﹣其中：M为一种或一种以上的Na+、K+、Pb2+、Sr2+、Ba2+、Bi3+等1、2和3价离子。R为一种或一种以上的Ti4+、Zr4+、Sn4+、Nb5+、Ta5+、W6+等4、5和6价离子。M、R均处于氧八面体中心，n为整数1、2、3、4、5。(Mn－1RnO3n﹣1)钙钛矿结构,层间有(Bi2O2)存在。1.含铋层状结构化合物的结构特点§5-2独石瓷的主要系列 SBT晶体结构Bi4Ti3O12晶体§5-2独石瓷的主要系列 2. Bi化合物的特点ε小高品质因数高稳定性，高居里温度，适合作高频独石瓷料；对称性低，可采用适当的定向工艺，如定向固化、定向反应以及热压、热锻、热压延等热加工处理制备与单晶相仿的各向异性陶瓷材料，即织构陶瓷；由于存在(Bi2O2)2＋的滑移面(001)，且熔点低，易于在压力作用下发生大的蠕变；§5-2独石瓷的主要系列 烧结温度低：1050~1200℃烧结性能好，易得到致密烧结体ρv高，1011～1013Ω·cm晶粒均匀，大小为5~10μm抗电强度高：约45KV/mm总之是一种较理想的不含铅的低温烧结、高频MLCC瓷料。3.Bi化合物的优点§5-2独石瓷的主要系列 铌铋镁系MgO-Bi2O3-Nb2O5ε=90～150，tgδ＜10×10－4，ρv≥1011Ω·cm铌铋锌系ZnO-Bi2O3-Nb2O5ε=75～140，tgδ≤5×10－4，ρv≥1011Ω·cm性能、工艺优于铌铋镁系，烧成温度低：840～880℃4.Bi化合物在MLCC瓷料中的应用§5-2独石瓷的主要系列 §5-2-3BaTiO3基瓷料BaTiO3基瓷料的烧成温度在1300℃以上，若作为MLCC瓷料，则必须与钯或铂等贵金属作内电极，这样MLCC的成本就很高。为此研究烧结温度低，能与Ag或Ag-Pd电极匹配的改性BaTiO3基瓷料的工作就十分活跃，有以下几个系列:1.加铋层化合物(Bi4Ti3O12、Bi4Zr3O12、Bi4Sn3O12、Bi2WO6、PbBi4Ti4O15)2. 添加移动剂，助熔剂和改性剂§5-2独石瓷的主要系列 1.加铋层化合物(Bi4Ti3O12、Bi4Zr3O12、Bi4Sn3O12、Bi2WO6、PbBi4Ti4O15),降低烧结温度，中温烧结MLCC，采用Pd30-Ag70电极.典型的液相烧结，Bi化合物玻璃相包裹BaTiO3相，由于它们的膨胀系数有明显差别，故产生应力而起展宽和移动作用。§5-2独石瓷的主要系列 2.添加移动剂，助熔剂和改性剂a.LiF、PbO、Bi2O3、SiO2、B2O3等助熔剂，1100℃烧结，用Pd30-Ag70内电极b. 加入Ce族元素氧化物：（La、Ce、Nd）。得到介电常数在宽的温度范围内稳定的瓷料，如BaO·Nd2O3·5TiO2(NPO中温介电材料)。c. 加入稀土元素，提高MLCC的寿命，如加入1mol％La，可提高寿命400～500倍。§5-2独石瓷的主要系列 §5-2-4PLZT系瓷料（反铁电体）特点：偏压特性好、ε高，损耗小、击穿强度高。改性：a.加入反铁电体Pb(Cd1/2W1/2)O3、Pb(Co1/2W1/2)O3、Pb(Mg1/2W1/2)O3b.加入铁电体Ba(Cu1/2W1/2)O3、BiFeO3。烧结温度低于1100℃，但介电性能不甚理想。上述讲的基本都是低温烧结的MLCC低频/高频瓷料，目的是为了降低成本。§5-2独石瓷的主要系列 §5-2-5抗还原瓷料目的：由于一般BaTiO3系MLCC需在1300℃以上烧成，故必须采用难氧化、高熔点的贵金属作为内电极。而MLCC的成本中内电极的成本就占30～80％,因此要降低MLCC的成本，必须采用廉价的金属来作为MLCC的内电极。常用的廉价金属为镍和铜，镍的熔点比铜高。§5-2独石瓷的主要系列 难点:金属镍的熔点（1455℃）高于BaTiO3系陶瓷的烧结温度，但有一个致命的缺点是镍在空气中加热易氧化，这种镍内电极的MLCC就必须在强还原气氛的保护下烧成含钛陶瓷在还原性气氛中往往会产生Ti4+→Ti3+还原，而使其丧失绝缘性能，甚至变成半导体，故我们需对BaTiO3系瓷料进行改性，使之具有一定的抗还原性，即所谓的抗还原性瓷料。受主掺杂制备抗还原瓷料§5-2独石瓷的主要系列 在[A]/[B]＞1，即，A位离子过量。虽γCa2+稍大于γTi4+，但少量Ca2+（＜2mol％）可挤入Ti4+位置，Ti4+位上的Ca2+起受主作用，产生非本征氧空位：（1）而在还原气氛中烧结时，BaTiO3晶格上出现二价电离氧空位（本征氧空位）和在Ti4+3d能带内参与导电的两个电子：（2）由质量作用定律得：（3）其中n为电子浓度，K为反应常数。§5-2独石瓷的主要系列 电中性条件为：（4）如果Ca2+起受主作用而引起的氧空位浓度比氧挥发形成的氧空位浓度大，则电中性方程为：（5）将（5）代入（3）得：（6）由（6）式可见，Ti4+位上的Ca2+抑制了电子浓度，使BaTiO3在还原气氛中也能保持高的绝缘电阻率。技术证明，只有在(Ba+Ca)/Ti＞1时，Ca2+才能占据最多2mol％的B位，抑制电子浓度，阻止其半导化进程。 §5-3电极材料金属熔点/℃电阻率/Ω•cm价格比率Cu10831.551Ni14556.141Ag9611.49330Pd/70Ag122015.025Pd15549.7780Pt17729.81100某些金属的物理性质 开发抗还原瓷料：使用Ni、Cu等贱金属电极；开发低温烧结瓷料：采用Ag或Pd-Ag电极。Ag含量越高，瓷料的烧结温度必须更低。§5-3电极材料 制备镍内电极MLCC的优点是什么？难点是什么？如何解决？作业 第一节健康教育计划的实施健康教育计划的实施，是将科学的计划付之于行动的过程。强调组织与落实的过程以及质量控制。耗费时间最长，动用经费和人力最多的环节，也是健康教育项目实现其目标的关键。46 实施阶段5个方面的工作制定实施的工作时间表进行项目活动的质量控制组建实施项目的组织机构培训相关工作人员配置必要的设备和物件 一、制定实施的工作时间表进度表是各项工作有条不紊进行的依据，也是对照检查各项工作进展速度和完成数量的依据实施进度表有助于对策略、活动和资源分配进行整合在进度表中，每一项具体工作应包含：活动内容、活动指标（对象、地点、具体内容）、活动时间、负责人员、活动资源（经费预算、所需传播材料、所需设备物件、特殊要求、备注等通常将上述事项按时间顺次列于进度表 二、实施的质量控制工作进程的监测（依据实施时间进度表）活动内容的监测活动范围与数量监测经费开支的监测目标人群监测（人群参与情况、满意度、知信行） 质量控制的方法1、记录与报告方法2、现场考察和参与方法3、审计方法(财务监测）4、调查方法-定性调查-定量调查 三、实施的组织机构建设领导机构：应包括该计划实施直接有关的部门领导和主持实施工作的业务负责人。执行机构：具体负责操作和运行计划的机构（如健康教育所、CDC、妇幼保健所等）。组织协调与合作：负责社区有关部门、机构、团体发动并参与到项目中来，建立相应社区工作网络并充分合作政策支持：政府部门的支持性政策 四、实施人员培训原则目的明确。培训应根据项目的要求，确定学员应掌握的知识和技能理论联系实际。培训的内容和方法要根据健康教育计划的要求来选定，同时要适合学员的具体条件及时评估。不断地收集各种反馈意见，随时注意培训遇到的新情况，新问题，及时调整教学内容 培训内容：项目背景与目标专业知识与技能项目管理知识与技能 常见的培训方法及其适用范围**资料来源：UNICEF.《生命知识传播》 五、配置设施设备与健康教育材料分为以下几类：运用于目标人群的设施设备如高血压干预项目，体重计、盐勺、血压表等运用于人员培训的设施，电脑，多媒体等日常办公用品：电话机、照相机、摄影机等交通工具：各类车辆健康教育材料：音响材料、印刷材料、实物模型等 首先应该考虑在现有的材料中寻找适合或基本适合的材料。这些材料所提供的信息是否正确、全面？在可读性、形式和风格方面是否易于被目标人群所接受？群众是否能较方便地接触到这些材料？是否能负担得起有关的费用？这些材料还有哪些值得改进的地方？ 如果决定采用现成的材料，应该和材料的制作者联系并了解如下问题：这些材料是如何制作的，包括制作目的、设计思想、使用对象，等这些材料是否经过了预试验这些材料过去的使用情况如何，效果怎样是否授权可以对这些材料进行修改和使用 传播材料的发放选择适宜的传播渠道。正确的传播渠道方能保证其可得性、可接受性并防止信息失真。应极力避免制而不发、发而不用，同时又应克服不分对象乱发乱用的浪费现象。 具体要做好以下几方面的工作对使用人员进行必要的培训，应使懂得发放和使用这些材料的意义及作用，同时了解材料的内容，使用方法及注意事项应该有调查、有准备、有计划地发放和使用各种教育材料，并认真地监测材料的发放与使用情况，以保证在调查研究和实际使用的基础上作出效果评价做好材料的保管和再利用以及交换使用等工作，以最大程度地发挥材料的作用 第二节健康教育计划评价的基本概念评价——将客观实际与预期目标进行比较 评价的意义确定计划的先进性和合理性。保证计划设计和项目实施的质量。科学地说明项目的价值。评价是一种改善计划，为项目管理者提供决策依据的管理工具。向公众和资金提供者说明项目结果。提高专业人员理论知识和实践水平 评价的种类和内容近期效果评价中期效果评价远期效果评价形成评价计划实施结果效应评价过程评价结局评价 形成评价内容：对项目计划本身进行的评价，其任务是评估计划设计是否符合实际。了解目标人群的各种基本特征。了解干预策略、活动的可行性。进行传播材料、测量工具的预实验。适度调整计划。 作用：在于最大限度地降低项目失败的风险，避免资源的浪费。目的：使计划符合目标人群的实际情况，使计划更科学、更完善。评价方式：文献、档案等回顾；专家评估；专题小组讨论；试点研究；现场观察；模拟试验。评价指标：计划的科学性、政策的支持性、技术的适宜性、目标人群对政策和活动的接受程度等。 过程评价内容：评估计划实际执行情况与计划要求之间的差异。开始于健康教育项目实施启动之时，贯穿于计划执行的全过程。针对个体评价内容：哪些人？哪些策略和措施？需要调整？满意度？参与情况？资源消耗情况？针对组织评价的内容：哪些组织？沟通、决策能力？调整组织？反馈机制？针对政策和环境的评价内容：哪一级政府和部门？环境政策变化？与决策者沟通？ 目的：即时发现问题，为计划的调整提供科学依据。评价方式：查阅文献、定性与定量调查、现场观察 评价指标：①项目活动执行率；②干预活动覆盖率；③活动暴露率；④有效指数；⑤目标人群满意度(活动内容、形式、组织方式、人际关系)⑥活动费用使用率 (1)项目活动执行率=（某时段已执行项目活动数/某时段应执行项目活动数）×100％(2)干预活动覆盖率=（参与某种干预活动的人数/目标人群总人数）×100％(3)干预活动暴露率=(实际参与项目干预活动人数/应参与该干预活动的人数)×100％(4)有效指数（EI）=干预活动暴露率/预期达到的参与百分比 效应评价效应评价：即近期和中期效果评价。评估健康教育计划导致的人群健康相关行为及其影响因素的变化。目的：评价健康教育项目导致的目标人群相关行为及其影响因素的变化。 评价内容：倾向因素：知识、价值观、态度、信念、动机、意向等的变化促成因素：技能、环境条件、卫生保健资源、服务、技术等的变化强化因素：他人支持与态度、公众舆论、个人感受的变化健康相关行为的变化 评价指标：卫生知识均分、合格率、知晓率（正确率）、信念持有率、行为流行率、行为改变率等健康知识知晓率=(正确回答某健康知识的人数/被调查者总人数)×100％健康相关行为流行率=(有特定行为的人数/被调查者总人数)×100％ 结局评价结局评价：远期效果评价。评价健康教育项目导致的人群健康状态乃至生活质量的变化。评价内容与指标：①健康状况：(1)生理和心理指标:身高、体重、血压、人格等(2)疾病与死亡指标:发病率、患病率、死亡率等②生活质量：生活质量指数；日常活动量表；生活满意度指数 健康教育计划评价的种类与内容计划设计阶段项目实施阶段项目结束阶段中间目标行为改变健康状态生活质量评价内容评价指标评价种类计划设计的合理性科学性适宜性可接受性形成评价计划实施情况干预活动次数参与人数干预活动暴露率有效指数行为影响因素（倾向、促成、强化）知识知晓率态度转变率……健康相关行为行为流行率行为转变率行为意向……健康状态生理指标疾病指标死亡指标生活质量物理环境健康状态心理状态过程评价效应评价结局评价总结评价 第三节评价设计方案不设对照组的前后测试非等同比较组设计（类实验设计）为干预组选择一组匹配的对照组实验研究将研究对象随机分组 R(Random):随机化E(Experiment):干预组或实验组C(Control):参照人群、对照组O(Observation):观察、调查、测量等收集资料的过程X:干预措施 不设对照组的前后测试EOXO干预对象——观察或测量——干预——观察或测量大学生——调查吸烟率——健康教育干预——调查吸烟率护理人员——高血压防治知识——健康教育干预——高血压防治知识 非等同比较组设计（类实验设计）EOXOCOO干预对象——观察或测量——干预——观察或测量对照对象——观察或测量——没有干预——观察或测量大学生A学校——调查吸烟率——健康教育干预——调查吸烟率大学生B学校——调查吸烟率——未做任何干预——调查吸烟率 实验研究REOXORCOO随机化原则，实验组和对照组齐同性。客服了历史因素、测量和观察因素及回归因素。干预对象——观察或测量——干预——观察或测量对照对象——观察或测量——没有干预——观察或测量护理人员随机分到A组——高血压防治知识——健康教育干预——高血压防治知识护理人员随机分到B组——高血压防治知识——没有任何干预——高血压防治知识 第四节影响评价的因素时间因素（历史性因素）及沾染测试或观察因素（来自于实验者、实验对象、实验工具）回归因素选择因素失访 时间因素及沾染时间因素：又称历史因素，指在项目实施期间所发生的干预之外的事件，导致参与者发生某些可能对结果有影响的变化。如与健康有关的公共政策的出台、自然灾害等。沾染：由于设计不当，使对照组实验对象接受了健康教育的干预，从而使干预后实验组和对照组间的差异减少。常常由于组间物理距离过分靠近造成。 测试和观察因素来自于实验者的因素客观因素：调查人员的熟练程度调查者的诱导、暗示控制方法：调查人员培训，统一调查内容、方式主观因素：设计、实施和评价阶段均可出现控制方法：建立更完善的外部评价体系；加强科研道德、建立良好的学术风气；盲法等。 来自于实验工具的因素实验工具的信度与效度物理测量工具的信度与效度问题调查表的信度与效度问题 来自于实验对象的因素霍桑效应：人们得知自己正在被研究或观察而表现出异乎寻常的行为的现象。测量对象的成熟性：在项目进行过程中，目标人群不断了解并关注项目的内容，可能使测量的结果优于项目干预的真实结果。 回归因素是指由于偶然因素，个别被测试对象的某特征水平过高或过低，在以后又回复到实际水平的现象。采用重复测量的方法，可以减少回归因素对干预效果的影响。 对照组和干预组特征不一致,存在选择偏倚.选择因素'