BaTiO_3 基半导体陶瓷的晶界效应

针对一固定的低电阻率ＰＴＣ配方，在实验手段允许的范围内，以及在能保证瓷体半导化的温度范围内波动时，改变ＰＴＣ瓷片的烧成温度、保温时间和冷却速度，均未实现由ＰＴＣ效应向晶界层电容效应的转变；通过涂敷受主氧化物进行热处理，并且热处理温度较低时就能实现由ＰＴＣ效应向晶界层电容效应的转变．基于本实验的现象和数据，对解释ＰＴＣ效应的Ｈｅｙｗａｎｇ模型，Ｄａｎｉｅｌｓ钡空位模型和较为普遍公认的晶界层电容器的双层模型进行总结和修正，提出了双势垒层模型，采用这一模型可圆满解释本实验中的某些现象和问题．     

低密度聚乙烯／氯化聚乙烯／炭黑复合导电体系…

研究了低密度聚乙烯（ＬＤＰＥ）／氯化聚乙烯（ＣＰＥ）／炭黑复合导电体系在室温到１４０℃温度范围内电阻对温度的依赖性。根据复合体系的形态结构提出了一种能够解释体系电阻率的正温度系数（ＰＴＣ）和负温度系数（ＮＴＣ）效应形成的新模型，该模型表明ＰＴＣ效应是由ＬＤＰＥ熔融时发生的晶相向非晶相的转变以及热膨胀共同引起，ＮＴＣ效应主要与炭黑粒子在高温下发生的附聚效应有关。此外还研究了各组分含量和热处理对ＰＴＣ     

Ca^2＋掺杂对PTCR元件电性能的影响

研究了Ｃａ＾２＋取代Ｂａ＾２＋后对ＰＴＣＲ材料电性能的影响，发现随着Ｃａ＾２＋含量的增加，ＢａＴｉＯ３系ＰＴＣＲ样品的平均晶粒直径单调下降，耐电压性能单调上升。Ｃａ＾２取代量在一定范围内，常温电阻率变化不大，但超过一定值后，常温电阻率急剧上升，这种现象与晶界缓冲效应有关。     

PTCBaTiO3半导陶瓷介电迟豫特性

实验发现，掺Ｍｎ的ＰＴＣ钛酸钡样品损耗因子在样品的温度高于其居里点后，首先随温度缓慢变化，然后在某一温度处开始增大，其原因是：外场频率ω〈ω１（ε）时，ε１（ω）是ω的增函数，温度增加时，τ迅速下降，故Ｄ增加，由此可知，随着温度增加，Ｄ首先缓慢变化，然后在某一温度处，迅速增加。     

添加剂BN对钛酸锶铅基陶瓷材料性能的影响

研究了添加剂ＢＮ对（Ｓｒ０．４Ｐｂ０．６）ＴｉＯ３Ｖ型ＰＴＣＲ陶瓷材料电性能和显微结构的影响，试验结果表明，ＢＮ含量在０．１％￣０．４％范围内可以改善材料的显微结构，降低室温电阻率和烧结温度，从而使材料获得良好的Ｖ型ＰＴＣＲ电性能。     

PTCR半导陶瓷老化后的复阻抗研究

根据ＰＴＣＲ半导体陶瓷在湿热条件下的老化试验结果，对ＰＴＣＲ半导体陶瓷老化前后分别提出了不同的等效电路模型，通过对阻抗－频率关系曲线的测量，求出了ＰＴＣＲ半导瓷的特性参数，计算结果表明，老化后室温阻值增加，这主要是电极氧化引起的，对实验结果进行了物理本质的初步探讨。     

炭黑／橡胶涂层复合材料导电性能的研究

本研究了橡胶／炭黑复合材料体系的导电性能。实验指出，其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑粒子填充率，橡胶基体的性质，炭黑的结构及表面性质，加工工艺和硫化条件等对室温电阻率及ＰＴＣ效应的影响。     

限流用陶瓷及有机PTCR元件的可靠性研究

对用于程控交换机的陶瓷和有机ＰＴＣＲ限流元件进行了温度循环，电流冲击及耐雷击波冲击等几项可靠性试验，对两种限流元件失效的理化模型进行了初步的分析，在失效判据电阻变化相同及试验频率相同的情况下，陶瓷元件寿命优于有机ＰＴＣＲ元件。     

SrTiO3基多功能陶瓷的晶界结构与晶界能

用高分辨透射电子显微镜（ＨＲＥＭ）观察和分析了ＳｒＴｉＯ３陶瓷中洁净晶界的结构，提出了晶界处原子排布模型，用弹性位错理论推出了描述晶界能与晶粒间失配角关系的方程。晶界能由晶界核心能和伴有晶界应变场的弹性位错能组成，通过对［郾１］和［１１０］倾斜晶界晶界能的模拟，证实了该模型的可行性。     

偶联剂对正温度系数高分子材料性能的影响

研究了偶联剂对正温度系数（ＰＴＣ）高分子材料性能的影响,发现偶联剂Ｊ１、Ｊ２在中低温时有较好的分散效果,但高温时较差;耐高温的偶联剂Ｊ３在高温时有更好的分散效果,从而使高分子ＰＴＣ材料有较好的高温性能,但在中低温时稳定性较差,另外,辐照交联可以很好地增加材料的ＰＴＣ强度和降低负温度效应（ＮＴＣ）。从理论上对实验现象进行了定性分析。     

掺杂元素物态对PTC材料性能的影响

研究了Ｙ－Ｓｂ，Ｌｉ－Ｍｎ，Ｓｉ－Ａｌ等元素以固相或液相掺杂对正温度系数热敏电阻（ＰＴＣ）材料性能的影响。实验结果表明，Ｌｉ－Ｍｎ液相掺杂可以提高材料ＰＴＣ效应及耐压值；Ｓｉ－Ａｌ液相掺杂可降低材料室温电阻率，提高材料耐压值，Ｙ－Ｓｂ液相掺杂可以降低材料室温电阻率，但ＰＴＣ效应有所降低     

聚乙烯—炭黑复合材料PTC特性的研究

主要研究了两种炭黑和不同聚乙烯对聚乙烯炭黑复合材料的电导及ＰＴＣ特性的影响，测量了复合体系的伏安特性．试验结果表明，使用炭黑Ｂ时复合材料的ＰＴＣ特性不明显，复合体系的电导机理主要为隧道效应．用相变模型可以较好地解释ＰＴＣ和ＮＴＣ现象．     

二氧化硅对液相合成(SrPb)TiO_3 基陶瓷热敏特性的影响

研究了二氧化硅对陶瓷材料阻温特性和烧结特性的影响，实验结果表明：烧结助剂二氧化硅的加入可以使材料的烧结温度降低，改善材料的Ｖ型ＰＴＣ复合热敏性能。在１１５０℃烧结时，其最佳加入量ｗＳｉＯ２为５％，材料的最低电阻率为３．１×１０２Ω·ｃｍ     

从头算方法研究Y掺杂的刚玉晶界Σ31

使用一系列高精度从头计算方法,我们研究了清洁和Y掺杂的α-Al2O3陶瓷晶界Σ31/(0001)的原子结构和能量.为了研究Y的不同替代位置和掺杂浓度,我们建立了一个包含700个原子的周期性超晶格模型.我们的结果显示Y原子更愿意偏聚到由7个Al原子构成的环形结构中心.这一效应可以由Y在这一位置的更有利的成键和更低的晶界形成能得到解释.计算的清洁和Y掺杂晶界形成能分别是3.99和3.67J/m2.计算的电荷平均值显示,晶界区电荷密度低于晶体区.同时,我们也发现晶界引起了静电势在晶界两边的长程不对称分布.     

高性能PTCR陶瓷材料的制备

采用正交试验法设计实验,用溶胶－凝胶一步法制备了具有较高性能的低阻 ＰＴＣＲ（Ｐｏｓｉｔｉｖｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）陶瓷材料;考察了包括钛、锰、硅、 钇等 ４种元素掺杂量的改变和烧结制度的改变对ＰＴＣＲ陶瓷材料性能的影响,结果在一定的锰掺杂物浓度范围内,只要各掺杂物彼此搭配合理,利用较高受主浓度掺杂也能获得高性能的低阻 ＰＴＣＲ陶瓷材料。     

从头算方法研究Y掺杂的刚玉晶界∑31

使用一系列高精度从头计算方法,我们研究了清洁和Y掺杂的α-Al2O3陶瓷晶界∑31／（0001）的原子结构和能量．为了研究Y的不同替代位置和掺杂浓度,我们建立了一个包含700个原子的周期性超晶格模型．我们的结果显示Y原子更愿意偏聚到由7个A1原子构成的环形结构中心．这一效应可以由Y在这一位置的更有利的成键和更低的晶界形成能得到解释．计算的清洁和Y掺杂晶界形成能分别是3．99和3．67J／m2．计算的电荷平均值显示,晶界区电荷密度低于晶体区．同时,我们也发现晶界引起了静电势在晶界两边的长程不对称分布．     

硫化体系和配合剂对丁腈橡胶／炭黑复合材料导和力学…

将炭黑与丁橡胶混合制备导电复合材料，其中炭黑（Ｎ５５０）／玎腈橡胶电阻率随温度的变化呈一定强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑填充率、硫化体系、配合剂等对复合材料室温电阻率、ＰＴＣ效应和力学性能的影响。     

BaTiO_3热敏电阻陶瓷添加物效应机理的探讨

本文以离子化学价控原理和晶界结构特性论述钛酸钡基ＰＴＣ陶瓷引入添加物和杂质离子对ＢａＴｉＯ３晶体半导化和ＰＴＣ效应的机理．为合理选择原料和有效地控制工艺．以解决生成过程组成敏感性及其产品质量稳定性指出方向．     

层状晶体负热膨胀系数探讨

根据热力学和统计物理理论，应用德拜模型，求出石墨晶体的自由能。在此基础上导出石墨晶体热膨胀系数随温度变化的关系式。结果表明：对石墨晶体，除T＝OK外，在温度为15K和42K附近，热膨胀系数为零；在15－42K的温度范围内，它为负值；在较高温度范围内，它近似为常数。理论计算与实验结果相符，出现负热膨胀现象的原因在于层状晶体中，平面层中原子横向声振动对自由能有较大统计权，某些温度范围内，横向声振动会导致垂直平面层方向原子间距离随温度的变化情况与平面层方向的情况相反，出现膜效应。     

广义导纳圆

用广义导纳圆综合了Ｃｏｌｅ－Ｃｏｌｅ图、压电振子导纳圆、晶界层陶瓷复阻抗分析等各种方法，从而可以更正确地得出电介质测量中的许多有用信息。德拜弛豫规律一定程度上决定于测量方法，并非完全来源于微观运动规律。观察到陶瓷电感性传导的效应。