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.     

高居里点PTC热敏陶瓷材料的研制

BaTiO_3系陶瓷在掺入微量杂质如Nb~(5 ),Y~(3 )等后,就形成半导体,并在居里点(～120℃)附近电阻温度系数由负变正,其阻值迅猛增加,在不大的温度范围内,电阻增大三个数量级以上,这种现象称为PTC效应。研究表明,若用的Pb~(2 )离子去置换Ba~(2 )形成(Ba_(1-x)Pb_x)TiO_3,居里点就向高温(大于120℃)方向移动;若用Sr~(2 )置换Ba~(2 ),形成(Ba_(1-y)Sr_y)TiO_3,居里点就向低温(小于120℃)方向移动。通常称前者为高温PTC材料,后者称为低温PTC材料。PTC热敏材料的制备对配方和工艺的要求都很高,高居里点的制备难度更大,面临加铅后半导化困难和铅在高温下易挥发等一系列问题,作者对含铅35％～45％的半导瓷作了大量实验,找出了半导化剂量的最佳值,摸索出了较为合理的烧结工艺,对控制铅挥发的问题想了一些办法,制备出了室温电阻率低于100Ω·cm,电阻温度系数接近10％的PTC样品。     

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     

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     

施受主杂质Nb,Mn共掺BaTiO_3陶瓷的制备方法及其PTC特性

采用固相法制备施主杂质 Nb和受主杂质 Mn共掺的 Ba Ti O3 陶瓷 ,应用固体物理的无序系统理论解释了 Ba Ti O3 陶瓷的半导化机理 ,并以此为指导选择了较合适的施主 Nb的掺杂量。讨论了受主杂质 Mn的摩尔浓度与陶瓷 PTC性能的关系     

半导瓷湿敏机理探讨

近几年发展起来的湿敏半导瓷,虽然在各种技术性能方面都有了较大的改进,但是在我国这方面的理论研究工作却仍做得很少,因而使湿敏材料及其器件的进一步发展受到了阻碍.本文从氧化物半导瓷的能带结构、表面态与界面态理论出发,分析了水份作用下在半导瓷中的电子过程,及电阻率温度系数的调整途径等问题.文中还着重对有关作用机理作了探讨.     

钛酸锶铅材料半导性研究

目的研究掺杂对(Sr,Pb)TiO3半导性及微观组织的影响。方法在溶胶-凝胶法中,采用不同的掺杂浓度及不同的烧结温度来进行研究。结果改善了烧结温度,改进了PTC复合效应,提高了电学特性。结论通过掺杂可以改变(Sr,Pb)TiO3的半导性。     

卤素掺杂对多壁碳纳米管导电性能的影响

通过气体吸附,制备了掺氯、溴、碘的多壁碳纳米管材料.与未掺杂多壁碳纳米管(MWNTs)相比,掺氯MWNTs电导率提高到原来的5倍以上,掺溴MWNTs电导率提高到原来的3倍左右,掺碘对MWNTs电导率基本无影响.用拉曼光谱和X光电子能谱(XPS)分析研究了卤素和MWNTs间的相互作用.同时研究了载流子浓度和迁移率对复合材料电导率的影响,结果表明:卤素的电负性越强,掺杂后多壁碳纳米管的载流子平均自由程提高越多,载流子迁移率提高越大;卤素与MWNT s之间的相互作用越强,产生的载流子越多,掺杂后的MWNTs载流子浓度提高越大.     

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。     

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。     

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．     

物理掺铅法改善电解二氧化锰可充性的研究

将日本电解二氧化锰粉末与含铅（Ⅱ）离子的溶液混合搅拌制备了掺铅电解二氧化锰，化学分析表明，当溶液中铅离子浓度高时，制得地掺铅二氧化锰样品中璃子的含量高，视比重略有增大，而二氧化锰的百分含量是结合水含量略有减小，充放电循环实验表明，充放电的前６０循环，含铅离子重量为０．７％的掺杂样比空白样的累积容量和容量维持系数分别增加了７８％和３４％。循环伏安充放电结果表明，掺入铅可显著改善放是深度达－０．５７Ｖ     

受主掺杂对钛酸钡基PTC陶瓷的影响

受主掺杂能有效提高钛酸钡基PTC陶瓷材料的晶界势垒高度,适量的受主掺杂能明显增大材料升阻比,本文对钛酸钡基PTC陶瓷受主掺杂物的种类、掺杂量、掺杂形态和掺杂方式等方面进行了论述,讨论了受主掺杂各方面因素对材料PTC性能的影响。     

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。     

锶铅比对钛酸锶铅材料性能的影响

目的研究锶铅比对（Sr,Pb）TiO3材料性能的影响。方法在溶胶一凝胶法中,采用在一定的掺杂浓度下,通过改变不同的锶铅比来进行研究。结果改变锶铅比,会使（Sr,Pb）TiO3材料的NTC—PTC特性发生明显的变化,从而使其半导性及应用范围发生变化。结论通过改变锶铅比,可以调节（Sr,Pb）TiO3的居里温度％,这对扩大（Sr,Pb）TiO3材料的应用范围,具有积极的实用意义。     

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。     

掺硫LEC-GaP单晶载流子的分布

采用高压液封直拉法生长2英寸N型掺硫GaP单晶,通过浮舟技术控制直径.按照理论公式计算出掺杂量,采用范德堡法测试掺硫GaP单晶头部、中部和尾部的载流子浓度.分析了固液界面形状对载流子分布的影响,在平坦的固液界面下得到的单晶载流子分布更为均匀.探讨了浮舟控径单晶横向和纵向载流子分布及其影响因素.比较和讨论了浮舟控径和无舟计算机闭环控径单晶纵向载流子分布,表明采用浮舟控制及工艺,造成晶体生长过程中分凝系数及补偿度的变化,使得晶体纵向载流子浓度先降低后升高,提出了通过变速拉晶,可以改善单晶纵向载流子均匀性.讨论了浮舟质量对载流子分布的影响,采用质量较大的浮舟生长GaP单晶,其纵向载流子分布更均匀.     

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。     

掺碳黑聚乙烯PTC现象的一种相变机理

掺碳黑聚乙烯可制成PTC(正温度系数)材料,不但可以用来加热保温,而且材料本身具有自动控温的开关特性。掺碳黑聚乙烯的PTC特性已有研究。Kohler认为PTC现象产生是由于温度升到熔点时,聚合物体积增加,使导电碳黑——聚合物体积比减少,从而使聚乙烯碳黑复合物的电阻增加.Ohe提出PTC现象主要是由于电子跳过掺入的导电微粒间隙的难易程度所引起。Meyer假定聚合物中存在微晶薄片和非晶薄片,微晶薄片的导电性比非晶薄片好,而导电微粒处在微晶间的非晶区内,PTC现象就是由于这些微晶薄片状态改变所引起。作者     

单向固化法制备功能梯度热电材料PbTe

利用不同掺杂剂PbI2,Al和Zr对制备热电材料n-PbTe载流子浓度的影响,采用单向固化法制备具有连续载流子浓度的功能梯度热电材料.测试结果表明,连续载流子浓度的功能梯度材料PbTe比相同浓度焊接的功能梯度材料输出效率提高约30%.