Ca1-xErxMnO3-δ的制備及其結(jié)構(gòu)與電性能.pdf

1、為了進(jìn)一步降低CaMnO3粉體的電阻率,以獲得導(dǎo)電性能良好的粉體材料,本論文采用溶膠-凝膠自蔓延法和水熱合成法分別制備了重稀土Er摻雜改性的CaMnO3粉體,并研究了這兩種不同制備方法的工藝條件對(duì)改性Ca1-xErxMnO3-δ(CEM)粉體的結(jié)構(gòu)、形貌以及電性能的影響。
　　在溶膠-凝膠自蔓延法制備改性CEM粉體的過(guò)程中,考查了煅燒溫度和摻雜濃度兩個(gè)因素對(duì)粉體的結(jié)構(gòu)、形貌和電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改性CEM粉體的室溫電阻率隨

2、著煅燒溫度的升高和摻雜濃度的增加,均呈現(xiàn)典型的先降低后上升的V型變化趨勢(shì)。且當(dāng)煅燒溫度為1000℃,摻雜濃度為25％時(shí),Ca0.75Er0.25MnO3-δ粉體的室溫電阻率達(dá)到最小值,為0.8013Ωm。從電阻溫譜中可以看出,改性CEM粉體具有典型的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)效應(yīng),在高溫下具有更好的導(dǎo)電性能。通過(guò)XRD測(cè)試分析表明,改性CEM粉體已經(jīng)形成良好的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),且隨著煅燒溫度的升高,改性CEM粉體的結(jié)晶度越來(lái)越高,更有利于粉體形成完

3、整的晶相;隨著摻雜濃度的增加,衍射峰向小角度方向偏移,說(shuō)明改性CEM粉體的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定程度的畸變,且畸變程度與Er摻雜濃度呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。從SEM測(cè)試結(jié)果中可以看出,摻雜可以有效地抑制粉體粒子的生長(zhǎng);而煅燒溫度的升高則促使粉體粒徑的增大,說(shuō)明高溫有利于粉體粒子的二次生長(zhǎng)。利用氧化還原滴定法對(duì)改性CEM粉體進(jìn)行了滴定分析,滴定結(jié)果表明,在Er摻雜改性后的CEM粉體中產(chǎn)生了Mn3+,且產(chǎn)生的Mn3+含量越多,改性CEM粉體的室溫電阻

4、率就越低。
　　在水熱合成法制備改性CEM粉體的過(guò)程中,考查了摻雜濃度、反應(yīng)時(shí)間、KOH用量、溶劑以及表面活性劑對(duì)粉體的形貌、結(jié)構(gòu)和電性能的影響。隨著Er摻雜濃度的增加,改性CEM粉體由針狀結(jié)構(gòu)向片狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變;隨著KOH用量的增加,改性CEM粉體經(jīng)歷了由片狀到塊狀向針狀的轉(zhuǎn)變;隨著表面活性劑聚乙二醇添加量的增加,改性CEM粉體經(jīng)歷了由塊狀到針狀、棒狀混合向片狀的轉(zhuǎn)變。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了水熱合成法制備改性CEM導(dǎo)電粉體的最佳工藝條件:以