Ba_(1-x)La_xTiO_3陶瓷的晶界再氧化机理研究

不同La施主掺杂浓度的BaTiO3陶瓷在H2／Ar的还原气氛下烧结后,再在氧分压Po2=260Pa的气氛(Ar和O2的混合气体)下进行氧化,通过氧流量计检测还原样品在再氧化过程的吸氧行为;用TEM分析样品氧化后显微结构的变化,测定了在不同最高氧化温度下氧化样品的PTCR效应以及复阻抗图谱．结果表明:氧流量计在升温阶段检测到三个不同行为的吸氧峰,峰I(起始温度-250℃)为氧空位的填充过程;峰II(起始温度-800℃)和峰III(起始温度-1250℃)为还原相的氧化过程,具体来说,峰II是通过晶界扩散提供氧使靠近晶界附近的区域被氧化;而峰III是由晶格扩散过程控制,氧化过程从晶界逐渐向晶粒内部区域扩展,并伴随着富Ti的Ba6Ti17O40相的沉淀．在还原相向氧化相的转变过程中,于晶界处形成了两个具有晶界势垒的电结构单元而使陶瓷呈现强PTCR效应．

掺镧钛酸钡陶瓷晶界的再氧化

掺La的BaTiO3陶瓷在H2和Ar(体积比1:99)的还原气氛下烧结后,在氧分压p(O2)=260 Pa的气氛(Ar和O2的混合气体)下进行氧化,测量了吸氧量不同时的复阻抗图谱,研究了再氧化过程中晶粒和晶界的吸附氧对电阻率的影响.结果表明:在还原气氛下烧结可以扩展有效施主掺杂浓度的范围,通过晶粒的异常生长,制备出高施主掺杂量(10%,摩尔分数)的半导性BaTiO3陶瓷.再氧化过程中,随氧化温度的升高(1 017～1 380℃),晶界吸附氧的量增大,晶界处的晶界势垒包括两部分:外部晶界吸收氧原子充当表面受主态;内部晶界在氧化过程中被氧化形成正离子空位(Ti空位)充当受主态,从而提高了受主态密度,导致样品的正温度系数电阻效应增强.