低室溫電阻率、高性能鈦酸鋇基PTC功能陶瓷材料的研究.pdf

1、鈦酸鋇基PTC功能陶瓷是一類應(yīng)用非常廣泛的電子功能陶瓷，有著廣闊的市場應(yīng)用前景和重要的研究價(jià)值。自從在鈦酸鋇材料中發(fā)現(xiàn)PTC效應(yīng)后，降低材料室溫電阻率和提高PTC效應(yīng)一直是研究重點(diǎn)。因?yàn)槭光佀徜^基PTC陶瓷同時(shí)具備低室溫電阻率和高PTC效應(yīng)，就可進(jìn)一步擴(kuò)展PTC元件的應(yīng)用范圍，并與日益發(fā)展的有機(jī)PTC材料競爭。 本課題圍繞制備低室溫電阻率、高PTC效應(yīng)的鈦酸鋇基PTC功能陶瓷材料，分別對燒結(jié)助劑摻雜、復(fù)合施、受主摻雜、稀土氧化物

2、摻雜、燒結(jié)工藝過程進(jìn)行研究。通過對比分析不同摻雜劑、不同摻雜量(2％、5％、8％、10％)、不同摻雜方法(單組分、多組分)以及不同的燒結(jié)溫度(1200℃～1400℃)對陶瓷室溫電阻率、PTC效應(yīng)以及其它電學(xué)性能的影響，研究了陶瓷施主摻雜半導(dǎo)化的具體機(jī)制。采用稀土氧化物Nd2O3作為施主摻雜劑，制備出室溫電阻率低、高性能的鈦酸鋇基PTC功能陶瓷材料。 通過對鈦酸鋇進(jìn)行氧化物的摻雜研究，對比材料最終的PTC效應(yīng)、微觀結(jié)構(gòu)以及電性能，

3、我們發(fā)現(xiàn)：由于稀土元素Nd3+能夠取代BaTiO3晶體中的Ba2+位，起到了細(xì)化晶粒的效果。所以摻雜稀土元素對降低PTC材料室溫電阻率和提高PTC效應(yīng)有很明顯的效果，隨著Nd2O3摻雜量的增加，其室溫電阻率會出現(xiàn)一個(gè)最小值，呈U型變化趨勢。且加入Nd2O3后PTC材料的居里溫度也會提高到300℃以上，這對擴(kuò)展PTC材料的應(yīng)用范圍起到很大的作用。而加入B2O3、SiO2等燒結(jié)助劑對降低PTC材料的室溫電阻率和改善PTC效應(yīng)并沒有很明顯的效