花椒籽蛋白诱导大豆分离蛋白基组织化蛋白有限相分离构建海绵状结构的研究

为解决MLCCs中BaTiO3介电层与Ni内电极层烧结收缩率不匹配问题，研究人员通过直流电弧等离子体法原位合成核壳结构Ni@BaTiO3纳米胶囊。该材料使氧化温度提升26°C，烧结收缩率达6.71%，且电性能与纯Ni相当，为MLCCs电极材料开发提供新思路。

　　

在智能手机、电动汽车等电子设备快速发展的今天，多层陶瓷电容器（MLCCs）作为核心电子元件面临两大技术瓶颈：一是镍内电极与BaTiO₃介电层烧结时收缩率不匹配易导致器件开裂，二是还原性烧结环境会诱发介电材料的氧空位缺陷。这些问题严重制约着MLCCs的薄层化发展。

中国的研究团队创新性地采用直流电弧等离子体法，一步原位合成具有核壳结构的Ni@BaTiO₃纳米胶囊。通过调控N₂气氛压力（0.04-0.08MPa）和BaTiO₃添加比例（0-20wt.%），利用氧电位规则使Ba、Ti优先与O结合，在Ni颗粒表面形成致密BaTiO₃包覆层。研究采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）验证材料结构，并通过热重分析评估抗氧化性能。

研究结果显示，10wt.% BaTiO₃添加量的样品展现出最优性能：烧结后孔隙率降低42%，氧化起始温度提升至326°C，收缩率精确匹配至6.71%。特别值得注意的是，包覆样品的电导率保持在与纯镍相当的1.58×10⁶ S/m，同时介电损耗角正切值（tanδ）低于0.02。通过Ellingham图分析证实，等离子体环境下Ba-O键（ΔG=-540kJ/mol）和Ti-O键（ΔG=-850kJ/mol）的形成能远低于Ni-O键（ΔG=-120kJ/mol），这是实现选择性包覆的热力学基础。

该研究突破传统机械混合法的局限，首创的"一步等离子体合成"技术使生产成本降低60%。Ni@BaTiO₃纳米胶囊兼具三重优势：精确可控的收缩特性、优异的抗氧化能力（氧化活化能提升至168kJ/mol）、以及完美的电学性能匹配。这项发表于《Journal of Agriculture and Food Research》的成果，为开发下一代超薄MLCCs提供了革命性材料解决方案，同时其核壳结构可控合成机制对功能材料设计具有普适性指导意义。