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     

PTC铁电半导体陶瓷的显微结构

半导体陶瓷是近年来发展较快的一类新型功能材料.由半导体陶瓷制成的敏感元件具有灵敏度高、结构简单、使用方便、价格便宜等优点,半导体陶瓷各类应用的前景可观. PTC(Positive Temperature Coefficient of Resistivity)铁电半导体陶瓷是半导体陶瓷的一种.钛酸钡是PTC陶瓷材料的主要成分,PTC陶瓷元件的电性能决定于它的微结构特性.PTC机理是一种晶界的、而非晶粒个体的现象.本文利用选区电子衍射(EDP)、高分辨电子显微术(HREM)及微区X射线分析(EDAX)等手段对以BaTiO_2为基的PTC陶瓷进行了微观结构分析和微量化学分析,着重分析其晶界结构和晶界的化学     

PTC及其在测温控温电路中的应用

0 引言 PTC(Positive Teroperature Coefficient)为正温度系数,习惯上用于泛指正电阴温度系数很大的半导体元件.PTC热敏元件是从BaTro3为基的半导体制成的,具有独特的电-热-物理性能,在各方面得到了广泛的应用.     

工业纯原料制备高性能PTC热敏陶瓷探索

制备高性能PTC热敏陶瓷电阻,一般采用高纯度原料。本文叙述了用工业纯化工原料,在配方和工艺上进行了多方面的探索,制备出了性能良好的PTC样品。     

中温BaTiO_3基PTC热敏陶瓷的研究

通过阻湿特性分析方法，着重研究了中温加热用PTC热敏陶瓷材料的成份、烧结工艺与性能之间的关系，从理论上进行了探讨，同时选出了各种成分配比的最佳烧结工艺。     

Y~(3+),Mn~(2+)掺杂BaTiO_3陶瓷晶界特性研究

PTC陶瓷的晶界特性对材料的电性能有重要影响,通过对Y,Mn掺杂钛酸钡陶瓷的电性能与晶界形态及元素分布关系的研究发现,施主掺杂量和Ca元素的掺杂量对晶粒的发育有一定影响;晶界对PTC性能有重大影响,杂乱的晶界不利于PTC效应,洁净的发育良好的窄晶界有利于PTC效应;能谱分析发现,陶瓷中不同部位的元素分布存在一定的规律.     

Zn-V-B玻璃料对(Ba,Sr)TiO3陶瓷微观结构和PTC效应的影响

研究了Zn—V-B玻璃料的添加对（Ba，Sr）TiO3PTC陶瓷微观结构和电性能的影响，并分析了玻璃料增强PTC效应的原因．扫描电镜结果显示，1240℃烧结后玻璃料促进了晶粒长大，但1280℃烧结后对晶粒生长影响不大．玻璃料一方面有助于晶粒长大和室温电阻率的降低；另一方面高阻的玻璃料存在于晶界增大了晶界电阻随玻璃料加入量增加，1240℃烧结后室温电阻率先减小后增大；烧结温度高于1240℃，室温电阻率单调增大．通过分析Mn02和V205在ZnO压敏陶瓷中的变价以及Mn提高BaTiO3陶瓷PTC效应的机理，初步认为V的变价是玻璃料显著改善PTC效应的原因．     

铌、铈、锰掺杂对钛酸钡基陶瓷性能的影响

在钛酸钡中以五氧化二铌、三氧化二铈形式引入铌、铈元素,采用了固相法反应制备Nb、Ce双施主掺杂的微米级钛酸钡基正温度系数(PTC)陶瓷粉;同时研究了加入受主元素Mn对PTC陶瓷材料性能的影响。利用XRD和SEM分析了样品的物相及微观相貌,发现样品结晶完整,颗粒均匀。实验表明,以Ce、Nb、Mn进行掺杂可有效改善材料在室温条件下的PTC性能;当掺入0.2 mol%Nb_2O_5、0.3 mol%Ce_2O_3、0.08 mol%Mn(NO_3)_2时,制出室温电阻率为616Ω·cm、升阻比大于10、居里温度为60℃的PTC热敏陶瓷;并利用制成的PTC材料作为加热源对受控器件进行加热实验。     

LaCrO_3-NiMn_2O_4复合陶瓷材料结构与性能的研究

将尖晶石型NiMn2 O4与钙钛矿型LaCrO3这两种电阻率较高的半导体陶瓷热敏材料以适当比例进行复合并经高温烧结后 ,其复合体电阻率大幅度降低 .应用XRD、XPS对复合体的结构及各元素内层电子结合能的位移进行了研究 ,分析了LaCrO3-NiMn2 O4复相陶瓷材料低B高阻的形成机制 .结果表明 :尖晶石型NiMn2 O4与钙钛矿型LaCrO3以适当比例进行复合 ,在高温烧结过程中两种结构的离子间发生了相互迁移 ,离子迁移的结果使钙钛矿相的LaCrO3转变为高电导相的La[Cr1-x-yNixMny]O3(0 相似文献   

(Na_(0.3)K_(0.7))NbO_3铁电半导体陶瓷的PTC效应

本文研究了GeO_2-K_2CO_3和MoO_3掺杂的(Na_(0.3)K_(0.7))NbO_3铁电半导体陶瓷的PTC效应。导出了存在粒间相情况下铁电体表面势垒表示式,这是对Heywang模型的一种修正,利用修正的Heywang模型对(Na,K)NbO_3半导体陶瓷的PTC效应进行了解释。     

施受主杂质Nb,Mn共掺BaTiO3B陶瓷的制备方法及其PTC特性

采用固相法制备施主杂质Nb和受主杂志Mn共掺BaTiO3陶瓷，应用固体物理的无序系统理论解释了BaTiO3陶瓷的半导体化机理，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。     

氮化硼掺杂对（Ba,Pb）TiO3陶瓷特性的影响

讨论了氮化硼（BN）掺杂对（Ba,Pb)TiO3热敏陶瓷的热学性能、电学性能及晶粒尺寸的影响,指出了传统的PTC陶瓷电阻达到最大值后下降较快的原因,在BaTiO3中掺入BN,样品的相变点发生了变化,并使样品中晶界变宽,晶粒变得均匀,这可改善BaTiO3样品的高温相电阻随温度升高而快速下降的性能。     

ZnO压敏陶瓷实际Bi元素的含量

建立了压敏陶瓷实际Bi元素含量检测品质的控制方法,讨论了烧结方式、温度及保温时间对Bi元素挥发量的影响,研究了实际Bi元素含量对压敏陶瓷显微结构、电性能的影响.实验表明,采用电感耦合等离子体光学发射光谱仪检测样品Bi元素含量,实际检测极限为1.0×10-6.通过优化烧结,有效控制了Bi元素挥发,从而获得均匀的显微结构和预定晶界,得到电学性能优良的ZnO压敏陶瓷.     

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。     

SnO2—ZnO二元系半导体陶瓷材料特性

报道了ＳｎＯ２－ＺｎＯ二元系半导体陶瓷体及其薄膜的制备方法，材料的电学，光学，热敏，气敏和湿敏特性，以及掺杂和热处理对材料特性的影响，ＳｎＯ２－ＺｎＯ半导体陶瓷材料有很好的稳定性，是一种多功能复合半导体材料，在光伏技术，敏感技术及仪器仪表领域有着广泛应用。     

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。     

BaTiO3薄膜陶瓷的制备与性能测试

本文介绍了薄膜PTC陶瓷样品的真空物理淀积方法,并对样品作了分析测试,其导电类型为半导体导电,遵守指数规律,样品电阻率具有典型的温度系数特征,响应速度快,对湿度敏感,性能稳定可靠,具有一定的开发意义。     

工艺条件对钛酸铝陶瓷性能的影响

借助不同的工艺条件、热力学自由焓计算,X衍射、透射电镜、热膨胀系数和抗弯强度测试,研究了烧结温度、成型方法、烧结工艺和气氛对钛酸铝陶瓷性能的影响。结果表明等静压成型、热压烧结和元素硅的采用改善了钛酸铝陶瓷热膨胀系数和力学强度间的综合性能。通过比较纯钛酸铝陶瓷与含10％A3S2钛酸铝陶瓷热膨胀曲线的变化趋势,解释了它们在高温下及热震后力学性能变化趋势不同的原因。     

关于PTC陶瓷发热材料的研制

制成性能优良的以ＢａＴ_ｉＯ_３为基的ＰＴＣ陶瓷体是全课题的主要任务。本文独立地给出了用化学共沉淀方法研制Ｂａ_（１－ｘ）Ｓｒ_ｘＴ_ｉＯ_３基ＰＴＣ陶瓷的化学反应方程式，阐述了制备低烧结温度、高性能的热敏陶瓷材料的过程和方法，并对某些关键问题进行了讨论。     

STD总线在陶瓷敏感元件烧结工艺中的应用

配方及烧结是氧化物半导体陶瓷敏感元件的核心工艺．用STD总线式计算机控制陶瓷烧结工艺过程，可以提高开发新产品的手段和稳定产品质量。在硬件设计上，采用光电隔离、低通滤波和高稳定性的工业控制计算机等；在软件设计上．采用热量预估，Dahlins控制算法等，为了提高系统的稳定性，还采用对数据自动修复、程序自恢复等设计方法。