前言

在半導體領域，MLCC(Multilayer Ceramic Capacitor，多層片式陶瓷電容器)作為一種高端電子元器件，在陶瓷電容器中產(chǎn)值占比超過90%，應用領域極其寬泛。納米鈦酸鋇粉體正是制備MLCC的核心原材料。

鈦酸鋇作為電介質(zhì)材料，具備出色的介電性能，具有高介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗和良好的可調(diào)性。通過引入微量的改性化合物，我們能夠廣泛調(diào)整材料的介電常數(shù)和居里溫度。MLCC產(chǎn)品制備前期，需要將鈦酸鋇粉體、有機溶劑、粘合劑等物料按一定比例混合，通過高速研磨機進行分散，形成陶瓷漿料。在合適的瓷漿配方的基礎上，穩(wěn)定、均質(zhì)的陶瓷漿料對于制造性能優(yōu)良的MLCC制品具有重要的意義。

本文使用電泳光散射技術(shù)表征了非水相分散體系中納米鈦酸鋇的Zeta電位，探討了不同改性工藝的鈦酸鋇粉體對于MLCC產(chǎn)品制備前期陶瓷漿料的穩(wěn)定性的影響。

儀器

所有實驗均采用珠海歐美克儀器的NS-90Z Plus納米粒度及電位分析儀，NS-90Z Plus納米粒度電位儀同時具有Zeta電位、納米粒徑及分子量的分析測試功能，適用于多種不同的納米乳液、懸浮液、聚合物、生物顆粒等的尺寸和表面電位測量，能廣泛應用于精細化工行業(yè)納米材料、表活、低聚物等的開發(fā)和生產(chǎn)質(zhì)控，同時也是油墨、醫(yī)藥制劑等行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)及質(zhì)控的通用測試儀器。

▲ 歐美克NS-90Z Plus 納米粒度電位儀

●  測試范圍：0.3nm-10μm（取決于樣品）

●  重復性：≤1%（NIST可追溯膠乳標樣）

●  最小樣品容積：20μL

●  Zeta電位范圍：無實際限制

概念及原理

Zeta電位

分散在分散液中的顆粒表面攜帶的凈電荷影響顆粒界面周圍區(qū)域的離子分布，導致表面抗衡離子（與顆粒電荷相反的離子）濃度增加。于是，每個顆粒周圍均存在雙電層。分別是內(nèi)層的嚴密層和外層的滑移層。滑移層以內(nèi)，所有的離子、介質(zhì)隨著顆粒一起運動。這個邊界稱為流體力學剪切層或滑動面（slipping plane）。在這個邊界上存在的電位即稱為Zeta電位。Zeta電位是表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標之一。

電泳光散射

帶電顆粒在外加電場作用下發(fā)生定向移動，當光束照到顆粒上時，就會引起散射光的頻移（即多普勒頻移）。顆粒運動速度與光的頻移幅度成正比，因此可以通過測量光的頻移間接測量顆粒的電泳速度，再通過應用Henry方程求出Zeta電位。電泳光散射法是測量Zeta電位應用最廣的方法。

樣品制備

分別將不同工藝的鈦酸鋇粉體以一定濃度分散在同一配方的非水性分散體系中，混合均勻，形成陶瓷漿料。

將新配置的鈦酸鋇漿料在室溫下靜置不同時間多次測量其Zeta電位，得到Zeta電位隨時間的變化曲線。

結(jié)果與討論