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一種無鉛BISUB05/SUBNASUB05/SUBTIOSUB3/SUB基高儲能密度薄膜電容器及其制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410146863.X

申請日:

2014.04.14

公開號:

CN103956266A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):H01G 4/33申請公布日:20140730|||實質審查的生效IPC(主分類):H01G 4/33申請日:20140414|||公開
IPC分類號: H01G4/33; H01G4/08 主分類號: H01G4/33
申請人: 桂林電子科技大學
發明人: 袁昌來; 劉勇; 楊濤; 周昌榮; 陳國華; 許積文; 周星星; 張小文
地址: 541004 廣西壯族自治區桂林市七星區金雞路1號
優先權:
專利代理機構: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112 代理人: 羅玉榮
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410146863.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.29|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種無鉛Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜電容器及其制備方法,包括襯底硅片上濺射金屬下電極、濺射Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜中間層、薄膜上濺射金屬上電極形成三層結構。Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜層具體由(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-xK0.5Na0.5NbO3(0.01≤x≤0.1)組成;金屬上、下電極材料為金屬Ag、Au、Pt中的一種。先制備(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-xK0.5Na0.5NbO3陶瓷靶材,然后采用磁控濺射工藝將其濺射到已濺射有金屬下電極的硅片襯底上形成Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜層;再在薄膜上使用濺射工藝制備金屬上電極。本發明制備的高儲能密度薄膜電容器體積小,薄膜層厚度0.5~1.5μm,其儲能密度為20~45J/cm3。

權利要求書

權利要求書
1.  一種無鉛Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜電容器,其特征在于,由順序疊接在襯底材料上的濺射金屬下電極、濺射Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜中間層和薄膜上濺射金屬上電極三層結構組成。

2.  根據權利要求1所述的一種無鉛Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜電容器,其特征在于,所述的Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜中間層的組成通式為(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-x K0.5Na0.5NbO3,其中x為0.01≤x ≤0.1
根據權利要求1所述的一種無鉛Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜電容器,其特征在于,所述的金屬上、下電極材料是金屬Ag、Au、Pt中的一種。

3.  一種無鉛Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜電容器的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)濺射用(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-x K0.5Na0.5NbO3陶瓷靶材制備:選擇高純度(≧99.8%)的Bi2O3、TiO2、Na2CO3、BaCO3、K2CO3、Nb2O5粉末為原料,按照Bi2O3:TiO2:Na2CO3:BaCO3:K2CO3:Nb2O5 = 0.235(1-x):(1-x):[0.235(1-x) + 0.25x]:0.06(1-x):0.25x:0.5x的摩爾比例混合,然后在高能球磨機中充分混合,取出烘干,研磨,在900℃下保溫4小時合成(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-x K0.5Na0.5NbO3粉體;把所得粉體在高能球磨機中二次球磨,烘干,加入5wt%的聚乙烯醇(PVA)作為粘接劑,烘干,在液壓機上壓制成直徑80mm、厚度5mm的生坯,將生坯在1100℃下保溫12小時進行高溫燒結,得到高致密的濺射用(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-x K0.5Na0.5NbO3陶瓷靶材;
2)將清洗干凈的襯底硅片和金屬靶材放入磁控濺射儀,直流磁控濺射金屬靶材制備下電極,直流功率80W,氬氣壓力0.8Pa,襯底溫度為室溫;
3)將機加工的濺射靶材(Φ60×3mm)裝入磁控濺射儀,對已濺射下電極的襯底硅片進行清洗并放入濺射腔體,采用射頻功率150W,氬氣壓力0.6Pa,襯底溫度為300℃;濺射制備的Bi0.5Na0.5TiO3基薄膜的厚度為0.5~1.5μm,最后,將原位薄膜在空氣中退火,溫度500~800℃范圍內,時間60分鐘,然后得結晶態(1-x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-x K0.5Na0.5NbO3高儲能密度薄膜;
4)使用金屬掩膜版,圓孔的直徑為1mm,采用磁控濺射在Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜的表面制備金屬上電極,直流功率80W,氬氣壓力0.8Pa,襯底溫度為室溫,最終形成金屬下電極/Bi0.5Na0.5TiO3基高儲能密度薄膜/金屬上電極三層結構的電容器。

關 鍵 詞:
一種 BISUB05 SUBNASUB05 SUBTIOSUB3 SUB 基高儲能 密度 薄膜 電容器 及其 制備 方法
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