半导陶瓷湿度传感器的阻抗—湿度特性

用二氧化锆、二氧化硅、磷酸和其它掺杂剂制作各种半导瓷湿度传感器。电导的加强是依靠水的吸附和毛细凝聚。随着相对湿度逐步从5％增大到100％,在20℃和1kHz时,阻抗由2×10~8Ω减小到2×10~3Ω。电阻随湿度改变的响应时间在5s以下,为了降低多元氧化物半导瓷的阻抗,研究了多孔瓷体中掺杂纯金属或金属氧化物的效果,对一种最简单的制作半导瓷湿度传感器的方法作了具体介绍。推导了半导瓷湿度传感器的通用的阻抗—湿度特性方程式,并且用以计算一些实际样品的阻抗—湿度特性曲线,获得理论结果同实验测量之间互相一致。     

陶瓷湿敏电阻器稳定性探索

本文论述了陶瓷湿敏元件稳定性差的根本原因是湿敏体表面的能态高,形成对水汽或OH~-的化学吸附,使湿敏体吸湿功能退化。作者采用新工艺降低陶瓷湿敏体表面的能态,使湿敏体对OH~-的化学吸附活化能降低至物理吸附的同级水平,制作了稳定性好的SMCT系列陶瓷湿敏电阻器。     

BaTiO3陶瓷的PTC效应

对不同掺杂的BaTiO3基陶瓷的电性能、界面形态、氧元素分布特点以及电畴结构等进行研究发现:瓷体半导化速度很快,烧成温度是影响瓷体半导化速度的最重要因素;氧在晶粒晶界的偏析,并且对势垒的形成有重要作用;样品掺杂的元素不同,电畴结构会发生一定变化,畴结构和电阻起跳性存在一定关系.     

(Ba,Pb)TiO3半导体陶瓷湿敏特性的研究

制备了在相对湿度为 2 0 % RH～ 98% RH范围内电阻值变化 3个～ 4个数量级的(Ba,Pb) Ti O3 陶瓷湿敏电阻 ,应用固体物理的无序系统理论解释了 (Ba,Pb) Ti O3 陶瓷的晶粒半导化 ,从表面电导及表面势垒的观点出发 ,分析其吸湿特性 ,并给出定性解释     

Y掺杂BaTiO_3的晶粒尺寸与施主含量的关系

本文研究了BaTiO_3半导瓷的晶粒尺寸与施主杂质含量和烧结温度之间的关系,给出了一种施主杂质抑制晶粒生长的解释,讨论了影响BaTiO_3半导瓷的电导率、耐压等电性能的各种因素,指出了获得耐压达250V/mm高质量PTC热敏电阻器的关键所在.     

KNbO3陶瓷的半导化及PTC效应

采用添加钾锗玻璃和掺ＭｏＯ３的方法，制备了ＫＮｂＯ３半导瓷，在此基础上，对ＫＮｂＯ３半导瓷样品进行了电学性能的测试以及样品断面形貌的扫描电镜观察和分析。结果表明，两种方法制备的ＫＮｂＯ３半导瓷样品都在铌酸钾晶体的两个相变点附近出现了ＰＴＣ电阻异常：一个在正交铁电相－－四方铁电相转变处；另一个在四方铁电相－－立方顺电相转变处，而掺ＭｏＯ３制备的半导瓷具有较小这曙电阻率及较大的电阻率反常幅度（ＦＥ－Ｆ     

陶瓷湿敏元件老化机理探索

对陶瓷湿敏元件的老化机理作了分析,认为湿敏陶瓷都是由金属氧化物晶体构成,这些金属氧化物具有明显的离子性,易吸附有极性的媒质,除了能吸附水分子外,也能吸附有极性的污染物,形成憎水性表面,造成元件暂时性老化.同时在吸湿、脱湿过程中,多孔陶瓷表面会发生溶解、析晶和蒸发、凝结,使陶瓷表面态发生变化,表面活性降低,造成永久性老化.文中还着重介绍了提高陶瓷湿敏元件稳定性的措施.     

半导体陶瓷低湿度湿敏机制的研究

定量分析了多孔半导体陶瓷低湿度的湿敏机理,通过理论推导,得出电阻与相对湿度关系的解析表达式。湿度较低时,半导体陶瓷中电子电导是主要的。假定吸附表面态由吸附氧离子构成,表面态吸附水分子后,向体内发射电子,用统计理论对这一过程进行推演,得出了阻湿关系表达式。     

(Ba-Ph)TiO_3系半导瓷材料及掺杂锰对其性能的影响

本文分析了(Ba-Pb)TiO_3系半导瓷材料中载流子浓度与铅含量之间的关系,针对这类高含铅的PTC材料中载流子浓度小的特点,重点讨论了掺杂元素锰对其室温电阻率和PTC效应的影响,并且指出,制备高含铅PTC半导瓷材料可以不掺或少掺锰。     

陶瓷湿度传感器永久性老化机理分析

本文经过实验对陶瓷湿度传感器永久性老化机理作了分析。文中认为,多孔半导瓷的表面在潮湿气相中存在着极薄的水膜,有溶解、析晶过程和污染上的杂质离子与晶粒表面离子的交换过程;在干燥气相中有蒸发、凝结过程。这些过程导致表面活性离子的替代、溶解和蒸发,使半导瓷表面活性降低,造成永久性老化。     

高频感应加热法制备 SrTiO_3 BLC 半导瓷

采用真空高频感应加热法制备ＳｒＴｉＯ３晶界层电容器半导瓷，研究了掺杂材料、掺杂量、烧结温度、保温时间、成型密度等对半导瓷性能结构的影响．所制备的半导瓷经二次烧结成的ＳｒＴｉＯ３ＢＬＣ，其视在介电常数Ｋｅｆｆ＞３×１０４，损耗角正切ｔａｎδ≈１０－２，绝缘电阻率ρ＞１０１０Ω·ｃｍ．     

氧化物半导瓷中晶界势垒的起源

提出了一个关于氧化物半导瓷晶界势垒起源的新观点，认为晶界势垒起源于烧结过程中外界氧在晶界中的扩散，与材料的结构、化学缺陷、掺杂、外界气氛、烧结工艺、组成状态等有密切关系，并用此理论解释了许多实验现象。     

氧化物半导瓷中晶界势垒的起源

提出了一个关于氧化物半导瓷晶界势起源的新观点，认为晶界势垒起源于烧结过程中外界氧在晶界中的扩散，与材料的结构、化学缺陷、掺杂、外界气氛、烧结工艺、组成状态等有密切关系，并用此理论解释了许多实验现象。     

复合厚膜NTC热敏电阻材料的研究

本文研究了一种新型复合厚膜 NTC 热敏电阻材料。这种材料是由负温度系数热敏半导体陶瓷(简称 NTC 热敏半导瓷)、硼硅酸铅系玻璃粉和适量的导体粉末(银粉)组成的三成份体系复合材料。与由 NTC 热敏半导瓷一玻璃粉组成的常规二成份体系相比,用这种复合材料制成的厚膜 NTC 热敏电阻器的性能更优良。文中通过电阻器的微观结构及其等效电路,较好地解释了材料结构与性能的关系。     

湿敏功能材料的制备及应用研究进展

本文综述了近年来湿度敏感功能材料(以下简称湿敏材料)的制备及研究进展,并按照理化性质和生化性质进行分类总结.其中:按照理化性质分为导电型、比色型和形状记忆型湿敏材料;按照生化性质分为可逆型、不可逆型和可生物降解型湿敏材料.通过对不同类型的湿敏材料进行研究进展总结,以期对湿敏材料的开发与其应用领域的不断拓展具有一定的促进作用.     

PTC热敏陶瓷的半导化研究

BaTiO_3陶瓷是铁电体材料,必须在其中加入某些微量的半导化元素,才能形成半导体,所以半导化剂的引入是至关重要的。PTC热敏陶瓷的电阻率对半导体剂的引入量非常敏感,只存在一个非常窄的范围,而对不同的原料其引入量的范围也有较大差异。因此,自PTC材料出现以来,人们就对半导化剂的种类及引入量进行了大量和深入的研究工作,力求寻找一个合理的配方及工艺。目前,用得最多的是Nb_2O_5和Y_2O_3,BaTiO_3的室温电阻率与半导化剂的含量之间的关系呈“U”形变化。作者用北京红星化工厂生产的BaCO_3(分析纯)和上海钛白粉厂生产的TiO_2(化学纯),用固相反应法在1350℃烧制出的PTC半导瓷其室温电阻率随Nb_2O_5含量的变化却出现了异常,即在不掺任何半导化剂时,BaTiO_3也会半导化,而烧结温度比传统烧结温度低200℃,仍能使样品半导化,这就提出这样一个问题,是什么元素能使BaTiO_3在较低温度下形成半导体?而半导化的机理是什么?作者重复做了3次实验,结果都一样,由实验事实可得出这样的结论:在大幅度降低烧结温度条件下极能得以半导化的决不是Nb,Y等常用的稀土元素,必然在原料中存在有其它某种元素所导致这一结果。根据半导体陶瓷理论,没有半导化元素的存在,陶瓷是绝对形成不了半导体的。这种元素存在于TiO_2中的可能性最     

掺杂对TiO2湿敏薄膜特性的改进

采用真空镀膜技术制备TiO2与TiO2∶MgF2薄膜湿敏元件,仔细研究了薄膜湿敏元件的感湿特性.结果表明:掺杂适量MgF2的TiO2∶MgF2薄膜湿敏元件,工作频率为100Hz时,在全湿度范围内具有良好的阻抗-湿度特性,感湿特性曲线线性良好;元件具有灵敏度高,滞后小,响应快,长期稳定性好等优点.     

TiO2:MgF2薄膜的湿敏特性

采用真空镀膜技术制备了TiO2MgF2薄膜湿敏元件,仔细研究了薄膜湿敏元件的感湿特性.结果表明工作频率为100Hz时,该元件在全湿度范围内具有良好的阻抗-湿度特性,感湿特性曲线线性良好;元件具有灵敏度高,滞后小,响应快,长期稳定性好等优点.     

结露传感器敏感机理的频谱特性分析

实验制备并测量了结露型湿度传感器在不同湿度下的复阻抗特性曲线,分析了器件电阻和电容值随频率的变化,获得相应的等效电路并根据测量数据计算了等效电路中各元件的参数,由此得到器件参数在不同湿度下的最大影响因素并据此分析其敏感机理.结果表明,结露传感器在低湿区的电阻主要来源于导电颗粒电阻和颗粒间界面电阻,在高湿区是颗粒间界面电阻以及电极与湿敏膜之间的接触电阻起主要作用,而在结露区则取决于电极与湿敏膜之间的接触电阻.     

陶瓷湿度敏感元件的相对湿度-频率的线性转换

本文探讨了陶瓷湿敏元件的导电机理;介绍了用无稳态多谐振荡器的R-f转换,使该元件的非线性特性转换成线性化频率输出的一种新技术.通过理论推导给出了线性输出的解析表达式.还作了实验验证.采用这种新技术可以使湿敏元件的线性化问题简化.湿度-频率转换器的线性范围为20～80％RH,灵敏度可达30Hz/%RH.此种转换技术对解决其它非线性敏感元件线性化问题也有一定的指导意义.