轧膜成型对BaTiO_3片式PTCR性能的影响

为制备片式BaTiO3陶瓷PTCR元件,采用轧膜成型的方法。通过研究材料性能与成型因素的关系,并通过与干压成型工艺对比,研究了轧膜成型工艺对陶瓷PTCR性能的影响。 通过调整影响轧膜成型的条件,可以制得具有良好可塑性、均匀度、致密度、光洁度的薄膜。

蒸汽掺杂-一种新的钛酸钡基PTCR陶瓷的掺杂方法

晶界效应是陶瓷材料所固有的特性．利用某些氧化物在高温下具有较高的蒸汽压，在烧成过程对陶瓷材料进行掺杂改性，可以有效地控制晶界行为，改善材料性能．钛酸钡基半导化陶瓷中存在的PTCR效应；是一种典型的晶界效应．利用Sb2O3、Bi2O3蒸汽掺杂的钛酸钡基PTCR材料，晶粒细小、均匀致密、升阻比可以做到大于8个数量级．因而，蒸汽掺杂是一种新型高效的掺杂方法．

B_2O_3蒸汽掺杂的中低温烧结Y-BaTiO_3及其PTCR特性研究

通过B_2O_3蒸汽掺杂,Y-BaTiO_3陶瓷的烧结温度大幅度降低。B_2O_3蒸汽掺杂后的样品,室温电阻率下降,升阻比提高,通过对氧化硼蒸汽掺杂样品的XRD分析研究表明,硼间隙可以在钛酸钡晶格中存在,硼间隙和/或相关缺陷络合物可以形成电子捕获中心,从而提高PTCR效应。

BaTiO_3基PTCR陶瓷的复阻抗谱研究

采用复阻抗方法，系统地研究了ＢａＴｉＯ３基ＰＴＣＲ陶瓷的电性能．通过Ｃｏｌｅ－Ｃｏｌｅ图，计算了样品的晶粒、晶界电阻值和弛豫时间常数，同时利用Ｈｅｙｗａｎｇ模型估算了势垒高度．Ｃｏｌｅ－Ｃｏｌｅ图分析表明，随着测试温度的提高，Ｃｏｌｅ－Ｃｏｌｅ圆将从单半圆向双扭线过渡，表明在居里温度附近，由于热激活出现了不同的缺陷类型．实验结果表明了ＰＴＣ效应是一种晶界效应，晶粒电阻随温度的变化呈ＮＴＣ特性，而晶界电阻却呈明显的ＰＴＣ特性．Ｈｅｙｗａｎｇ模型作为经典的理论模型，经过不断的完善，至今仍能对陶瓷材料ＰＴＣ现象的宏观机制做出明确的解析。

PTCR陶瓷材料的超低温烧结

主要研究了ＢＮ对ＰＴＣＲ陶瓷材料低温烧结的作用．对Ｌａ掺杂ＢａＴｉＯ_３ＰＴＣＲ陶瓷，在１１００℃的低温下烧结可以得到室温电阻率为１５０ ·ｃｍ、升阻比为４．９个数量级的样品．对居里温度为３６０℃的高居里点（Ｂａ_（０．４）Ｐｂ_（０．６））ＴｉＯ_３ ＰＴＣＲ陶瓷材料，选用 Ｎｂ_２Ｏ_５为半导化剂，ＢＮ和ＡＳＴ为助烧剂时，可以在１０００℃左右的超低温下烧成．同时，对ＢＮ助烧剂的液相烧结机制进行了初步的探讨．

晶界杂质和缺陷行为与BaTiO_3基陶瓷的PTCR效应

钛酸钡陶瓷中，高温下晶格失氧使晶粒内部氧匮乏。在氧化气氛中烧成，晶界则是富氧环境。缺陷或杂 质在晶界上进一步氧化，产生晶粒中并不存在的缺陷种类。杂质和缺陷在晶界上与晶粒内部有不同的行为。某些在 晶界上被氧化成高价态的缺陷和杂质，在晶粒中不能存在，而在晶界上以亚稳态形式存在。它们在铁电相变点跃迁 回低价稳态，产生电子陷阱，使材料电阻率迅速增大，形成ＰＴＣＲ效应。

多层片式PTCR热敏陶瓷注凝成型工艺

研究了用注凝成型工艺制备片式PTCR热敏陶瓷.采用PMAA-NH4为分散剂,丙三醇为增塑剂,并加入适量的有机单体AM制备了高固相含量、低粘度的BaTiO3半导瓷浆料,研究了浆料粘度及坯体的性能与浆料固相体积分数、有机单体含量及增塑剂含量之间的关系.研究表明:浆料固相体积分数对坯体的干燥及烧结行为有较大影响,当浆料固相体积分数在45%以上时,可有效避免制品干燥和烧结过程中收缩过大而产生的变形开裂缺陷;当有机单体的质量分数为2%～4%,丙三醇的体积分数为3%～6%时,可获得有一定强度和柔韧性的生坯;研究了注凝成型PTCR陶瓷的微观结构及陶瓷元件的PTCR性能,成功地制备了层数为5、室温电阻为0.8Ω、电阻温度系数为13.40%/℃、升阻比大于105的多层片式PTCR元件.

PtCr/C-Nafion 膜氧电极的电催化活性

氧还原电催化剂的研究对聚合物电解质膜燃料电池技术的发展具有极其重要的意义。实验表明某些碳载铂的二元合金可以改善聚合物电解质膜燃料电池中氧还原的电催化性能。本工作的目的是考察ＰｔＣｒ／Ｃ作为氧电极催化剂的活性。采用松木碳为载体和水合肼为还原剂，通过化学还原沉积法制得Ｐｔ／Ｃ和ＰｔＣｒ／Ｃ催化剂。通过涂层和热压得到催化剂－Ｎａｆｉｏｎ膜电极。用电流－电位极化和恒电流放电法研究了催化剂－Ｎａｆｉｏｎ膜电极的性能。与Ｐｔ／Ｃ－Ｎａｆｉｏｎ膜电极比较，ＰｔＣｒ／Ｃ－Ｎａｆｉｏｎ膜电极对氧的电化学还原显示出高的活性。热处理催化剂的活性比未热处理的高。ＸＲＤ分析结果表明，热处理催化剂活性的提高看来主要是由晶格结构改变的结果引起的。

BaTiO_3基PTCR陶瓷中Bi_2O_3蒸汽掺杂和Mn的协同作用

ＢａＴｉＯ３基陶瓷材料的ＰＴＣＲ效应与施受主掺杂密切相关。通过Ｂｉ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３等蒸汽掺杂，材料的ＰＴＣＲ效应可以得到提高。然而，蒸汽掺杂之后，ＰＴＣＲ效应提高的幅度在含受主Ｍｎ的材料中比纯施主掺杂的材料中要大得多。这与Ｂｉ２Ｏ３蒸汽掺杂和Ｍｎ的协同作用密切相关。这种协同作用可能进一步形成三价Ｍｎ或中性钡缺位相关的更为稳定的复合缺陷，从而增大了电子捕获中心的浓度，使材料ＰＴＣＲ效应大幅度提高。

PTCR纳米陶瓷粉及其烧结体的制备

The PTCR(positive temperature coefficient of resistance) nanosized ceramic pow der was prepared by Sol-Gel process and characterized by XRD, DSC, SEM and BET techniques. The results showed that the nanopowder has an average crystallite si ze of 35nm with sphere-shaped, whose specific surface area is 27.80m2·g-1 and the crystal structure is abnormal cubical perovskite phase at room temperature. In addition, the nanopowder was pressed into pellets and then sintered accordin g to improved technique which was built based on the data of thermal analysis of the PTCR green-compact to yield PTCR ceramic materials with peculiar microstru cture and higher properties, which has a resistivity at room temperature of ～20 Ω·cm, a temperature coefficient of resistivity of ～19%·℃-1, a withstand v oltage intensity of >160V·mm-1 and a resistivity jump of >105.

PTCR纳米晶粉体的一步法制备及表征

采用一步溶胶－凝胶法制得了含钡、锶、钙、钛、锂、锰、硅和钇等八种元素的无定形干凝胶粉，经７００℃，１ｈ煅烧得ＰＴＣＲ纳米晶粉体，经ＸＲＤ分析测得粉体平均晶粒尺寸范围为１７～３０ｎｍ，且平均粒径随稀土掺杂量（摩尔分数为０．０８％～２．００％）增加呈现先减小后增大的趋势。常温下粉体以立方相存在。粉体经造粒、压片。

工艺条件对PTCR热敏陶瓷喷雾造粒粉体性能的影响

采用压力喷雾造粒的方式对 Ba Ti O3系 PTCR热敏陶瓷粉体进行喷雾造粒处理 ,研究了喷雾造粒过程中浆料组成和雾化条件对粉体性能的影响。研究结果表明 :喷雾造粒过程中浆料粘度过高 ,雾化条件控制不当 ,都会使喷雾造粒粉体颗粒的团聚程度增加 ,影响粉体的松装密度和流动性 ,对生坯成型及材料烧结不利。考虑到料浆中粘合剂含量、固体物含量的综合影响 ,添加适量的分散剂可以降低料浆的粘度。控制适当的雾化压力 。

PTCR阻温特性曲线数据处理程序

采用 Turbo C语言编程 ,完成对 PTCR阻温特性测试数据的参数计算、曲线拟合及打印输出等多项功能 .同时还可对手工测试数据进行处理 ;

单片机和CPLD在PTCR测试系统中的应用

针对PTCR热敏电阻生产中耐电压、耐电流特性测试的需要,研制了一种使用单片机和CPLD(ComplexPro grammableLogicDevice复杂可编程逻辑器件)来控制PTCR测试的模块。采用AT89C51单片机、CPLD、RS232通讯接口,很好地实现了在PTCR测试中选择各种测试模式和实时设置、修改各种参数,并且可以通过RS232接口与计算机通信,组成功能更强大的分级控制系统。这使得对PTCR的测试更方便、更稳定、更高效。着重介绍了模块的设计思想、实现的功能、硬件电路的设计、软件的设计。模块的控制核心为单片机,尤其控制和协调其他各部分工作,使用C51语言编程。CPLD的编程使用的是AHDL语言,使用MAX+PLUSⅡ编译。对其他领域的顺序控制也有较大的参考价值。

TiO_2对Y掺杂PTCR陶瓷材料性能的影响

本文对TiO_2原料的品型、颗粒状况和纯度对γ3+掺杂BaTiO_3基PTCR材料的显微结构、电性能的影响作了探讨．结果表明，TiO_2原料的晶型、颗粒大小和团聚状况都将影响到PTCR陶瓷的显微结构．TiO_2原料的晶型对PTCR陶瓷半导化过程有影响．原料存在杂质和团聚，将使PTCR陶瓷的电阻—温度特性变差．

(Ba,Sr)TiO_3系线性PTCR陶瓷的电性能研究

通过对材料的复阻抗频谱、霍尔系数及零功率电阻 温度等电学特性的测试和分析 ,对 (Ba,Sr)TiO3系线性PTCR陶瓷进行了相关研究 .结果表明 :微量元素Sb的掺杂量对线性电阻 温度特性影响较大 ;晶粒体内的载流子浓度n大约只有 2 .83× 1 0 2 2 m-3;而晶界处的有效表面态密度ns 仅有 2 .3 5× 1 0 16 m-2 ;晶界势垒φ0 约为 0 .1 1eV ,这比常规的PTCR陶瓷的晶界势垒差不多小了一个量级 .这些很可能是决定该类材料具有较好线性电阻

BaTiO_3基PTCR陶瓷中B_2O_3蒸汽掺杂的异常行为

钛酸钡基半导化陶瓷中的ＰＴＣＲ效应通常与材料中的施受主掺杂密切相关．在高温下Ｂ２Ｏ３具有较高的蒸汽压，通过Ｂ２Ｏ３蒸汽掺杂的研究表明，含主族元素Ｂ的氧化物蒸汽掺杂，钛酸钡基半导化陶瓷样品的升阻比同样得到了大幅度提高，同时室温电阻率也有所增加．Ｂ２Ｏ３蒸汽掺杂ＢａＴｉＯ３基材料的ＰＴＣＲ效应的提升可能得益于硼填隙和钡缺位相关的复合缺陷在晶界上的形成．

BaTiO_3 PTCR陶瓷阻温系数的研究

本文以Heywang模型为基础，分析了影响BaTiO_3PTCR陶瓷阻温系数α的主要因素，并给出了解析关系．各参数的测量结果与该关系基本相符．

液相法制备BaTiO_3基PTCR粉体的研究

采用高分子网络凝胶法和液相包裹法相结合的液相法合成了BaTiO3基PTCR陶瓷粉体.首先用高分子网络凝胶法在较低温度下制备施主掺杂的BaTiO3基陶瓷粉体,利用DSC、TG、XRD、TEM等技术表征了凝胶中间体和由此得到的氧化物粉末的物理和化学性能,结果表明,在700℃下煅烧2h可获得单相的(Ba,Sr)TiO3粉体,粉体的平均粒径d50 为1.155μm.然后利用液相包裹法添加受主杂质和助烧剂,考察了所制备BaTiO3基PTCR陶瓷粉体的烧结性能及陶瓷制品的PTC特性,获得了室温阻值为17.5Ω,升阻比达104,阻温系数约为12%的PTCR.

钛酸钡中的硼间隙及其对PTCR效应的影响

通过B2O3蒸汽掺杂,钛酸钡晶胞膨胀,表明硼离子可以进入钛酸钡晶格中形成硼间隙。B2O3蒸汽掺杂使含Y钛酸钡陶瓷室温电阻率下降,升阻比提高。同样的烧结条件下,钛酸钡陶瓷的PTCR效应随B2O3蒸汽掺杂源的浓度升高而升高。硼间隙和/或相关缺陷络合物可以形成电子捕获中心,从而提高PTCR效应。