Y3+,Mn2+掺杂BaTiO3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.     

BaTiO3半导体陶瓷PTC效应的机理分析

把Ｈｅｙｗａｎｇ模型和铁电软模理论结合起来，导出了ＢａＴｉＯ３半导体陶瓷的电阻－温度定量公式。从理论上推导出居里点移动的经验公式。理论计算与实验数据有较好的符合。     

BaTiO3式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低时就能实现由ＰＴＣ效应的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     

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     

烧结工艺对BaTiO3基PTC热敏电阻材料性能的影响

为了优化PTC材料的性能,促进PTC材料的研究和开发.实验采用低温固态反应合成了Y,Mn掺杂纳米钛酸钡固溶体粉体,详细研究了各种烧结工艺对其PTC(正温度系数)材料性能的影响.利用XRD和TEM分析了样品的物相及微观形貌,并测试了R-t(阻-温)曲线.实验表明:在C还原气氛下烧结可有效地降低室温电阻,但几乎没有升阻比;...     

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     

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．     

Dy2O3掺杂对BaTiO3陶瓷结构与性能的影响

对水热法合成的BaTiO3粉体进行稀土氧化物Dy2O3掺杂改性,利用扫描电镜、X射线衍射及电气性能测试等手段,分析了离子取代行为和晶格参数与固溶度之间的关系,重点研究了Dy2O3掺杂量对BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸、介电性能的影响规律.结果表明,Dy2O3在陶瓷的烧结过程中可抑制晶粒生长,使晶粒尺寸变小,提高了陶瓷的致密度.当掺杂量w(Dy2O3)为0.6%时,陶瓷晶粒的晶格常数达到最大值,此时晶粒内部缺位浓度最低,常温介电常数提高到4100,在-15～100℃范围内,介电常数随温度变化率为±10%,交流击穿场强为3 2kV/mm.     

Cl^—对低电阻率BaTiO3PTC陶瓷性能的影响

研究了PTC材料吲入少量Cl^-对低电阻率PTC热敏电阻性能的影响,实验表明,在原料中引入少量Cl^-对室温电阻率影响不大,而Cl6-的添加可使得PTC陶瓷的阻温特性和电学性能得到很大提高,引起这种现象的原因与Cl-离子与O2－的取工以及它的晶界处的偏析有关。     

粘合剂PVA对制造PTC粉体的影响

在制造PTC粉体和器件时,粘合剂PVA加入BaTiO3浆料进行喷雾造粒,通过对浆料和粉体性能的测定,发现PVA加入量、迁移对浆料的粘度和粉体的松装密度、粒径及粒度分布均有影响,并且研究了PVA的粘结作用.选择合适的PVA加入BaTiO3浆料中,通过喷雾造粒,可制得颗粒形状呈球形且粒径分布合适、流动性好、松装密度恒定的PTC粉体.     

陶瓷与有机PTC热敏电阻高频特性研究

简述了陶瓷PTC热敏电阻和有机PTC热敏电阻的特性，介绍了2类PTC热敏电阻的PTC效应原理，并就2类PTC热敏电阻高频特性结合试验测量结果进行了分析，陶瓷PTCR采用的测试信号频率为10kHz-10MHz，有机PTCR所采用的测试信号频率为10kHz-6GHz，结果表明有机PTCR较陶瓷PTCR有良好的高频过流保护特性，这说明有机PTCR更适合用于高频过流保护。     

PTC片式元件注凝成型工艺的研究

研究了注凝成型工艺在制备BaTiO3基PTC片式元件方面的应用,成功制备了高固相含量低粘度的BaTiO3基陶瓷浆料,讨论了注凝成型过程中的影响因素,考察了注凝成型生坯和陶瓷元件的微观结构及陶瓷元件的PTC性能,制备出了室温电阻在3～5Ω、温度系数为18％～19％、升阻比大于5的PTC片式元件．注凝成型所得PTC片式元件的电性能稍优于轧膜成型所得样品的电性能．     

MnO_2掺杂钛酸钡基PTC陶瓷的电子结构及其电性能研究

为提高钛酸钡基PTC陶瓷的升阻比(ρmax/ρmin),采用固相反应法制备了以Y2O3为施主杂质,不同含量的Mn O2作为受主杂质的钛酸钡基PTC陶瓷样品;应用第一性原理方法计算了样品的能带结构、电子结构和Mn掺杂的形成能;测量了样品的正电子湮没寿命谱和电性能。计算结果表明:钛酸钡材料的价带顶和导带底分别位于特殊K点中X(0,0.5,0)点和Γ(0,0,0)点,属间接带隙,禁带宽度为1.59 e V;从形成能结果来看,Mn进入钛酸钡基陶瓷结构后会取代Ti位置。实验结果显示,随着Mn O2掺杂量的增加,样品晶粒内部的自由电子密度增大,陶瓷的晶界缺陷浓度增加,室温电阻率增大。Mn O2含量为0.03%mol的样品的升阻比最大,达到1.1×105,即掺入少量的Mn O2可明显改善钛酸钡基PTC陶瓷的升阻比。     

贱金属电极与PTC陶瓷相容性的研究

用烧渗法和化学沉积法在冰箱启动用PTC陶瓷上制作了Zn/Cu、Ni—P/Cu和Cu/Ni—P双层贱金属电极,并对它们的电学性能进行了测试.结果表明,Zn/Cu和Ni—P/Cu贱金属电极能较好地满足PTC陶瓷产品的要求,而Cu/Ni—P电极可用来调节PTC陶瓷的室温电阻率.     

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。