液相Y、Nb共掺杂BaTiO_3基PTC陶瓷的制备与性能

本文以Ba(OH)2.8H2O、Sr(OH)2.8H2O、TiCl4、NbCl5、YCl3和Mn(Ac)2为原料,采用室温研磨、低温固态反应合成了一系列的纳米钛酸钡基PTCR陶瓷粉,首先实现了Y和Nb双施主以离子的形式共掺杂。采用XRD,TEM对样品进行了表征。研究表明,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体。粒子基本成球形,分布均匀,粒径大约60 nm。通过优化Y和Nb的掺杂量,使材料的室温电阻得到了进一步降低,并提高了材料的升阻比。当Y、Nb和Mn的用量分别为0.2 mol%、0.18 mol%和0.04 mol%时,加入定量的AST烧结助剂,控制最高烧结温度为1310℃,制备出了室温电阻17.6Ω,正温度系数为18.6%/℃,升阻比为6.5×104的性能优异的PTCR电阻材料。另外还就烧结条件对材料PTC性能的影响进行了讨论。

双施主掺杂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5和Y2O3双施主一次掺杂对PTC BaTiO3陶瓷性能的影响。探讨了Nb2O5和Y2O3的作用机制,结果表明:Nb2O5主要是起施主作用;而Y2O3既可作为施主,又可起受主作用。添加适量的Y2O3,不仅可以降低电阻率,还可以提高升阻比。另外,还对改变施主掺杂顺序所产生的PTC效果进行了比较,发现施主二次掺杂的效果不如一次掺杂好。

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。

BaTiO_3-Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3无铅PTCR陶瓷研究

以BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3(BT-NBT)陶瓷系统为研究对象,采用固相法制备了(1-x)BT+xNBT(0.01<x<0.06)系统陶瓷。通过DSC、XRD、SEM等分析手段研究了NBT的加入量以及烧成气氛对BaTiO3基PTCR陶瓷的显微结构及阻温特性的影响。研究结果表明:加入低含量(x<0.03)NBT时,能明显提高烧成陶瓷的居里温度(Tc),当加入x=0.01NBT时,Tc提高到150℃。氮气中烧成的陶瓷室温电阻率低于空气中烧成的,但其PTC效应减弱。

Ni/BaTiO_3陶瓷复合材料的制备及其PTC效应

为获得低室温电阻率的PTC材料,以草酸为沉淀剂,采用液相包裹法制备了NiC2O4·2H2O/BaTiO3前躯体,并由其热分解制得Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料。对该复合材料的研究表明,在还原气氛下烧成的Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料具有很弱的PTC效应,但其PTC效应可通过适当的热处理工艺(600℃,空气气氛)得到有效恢复。其升阻比与室温电阻率为:(ρmax/ρmin=60)和(ρ=6.1?·cm)。

BaTiO_3基PTCR气敏陶瓷的晶界化学研究

陶瓷化学传感器的敏感机制与品界的化学缺陷结构在周围微环境下的变异密切相关.晶粒表面和晶界是空位源,研究陶瓷材料在环境气氛中晶界化学缺陷的变化,对于探索陶瓷材料的敏感机制和开拓新应用具有重要意义.本文就BaTiO_3基PTCR陶瓷中本征缺陷的生成和分布,缺陷在高温冻结、吸附和脱附过程中的变化,缺陷的重分布及其对晶界势垒的贡献进行深入的讨论.

Bi掺杂BaTiO_3基PTC陶瓷的制备、微结构和电性能

采用液相掺杂及低温固相反应法制备了Bi掺杂BaTiO3纳米晶体,然后经烧结制得了Bi掺杂BaTiO3基PTC陶瓷。分析了所制Bi掺杂BaTiO3晶体的物相、晶粒大小及微结构,研究了烧结条件对所制PTC陶瓷电性能的影响。结果表明:Bi掺杂BaTiO3晶体在常温下为立方晶系,颗粒基本呈球形且大小均匀,粒径约为60 nm;在烧结温度为1 330℃、保温时间为20 min条件下所制PTC陶瓷性能最佳:室温电阻为26.29,升阻比为3.585×104。

添加SiO_2、Al_2O_3等的PTC BaTiO_3陶瓷的物质传递与晶粒生长

本文采用“同心圆”式试样,观察 SiO_2、Al_2O_3等添加物对 PTC BaTiO_3陶瓷的物质传递及晶粒生长的影响,实验结果证实了添加 SiO_2、Al_2O_3等的 PTC BaTiO_3陶瓷,呈现出液相烧结的特征。实验结果表明:(1)液相烧结中的物质传递,除了与液相量等有关之外,还与该温度下液相传递通道(晶界数量)等因素有关。(2)SiO_2、Al_2O_3等添加物能有效地抑制 PTC BaTiO_3陶瓷的晶粒生长。

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基PTCR陶瓷材料的Sol-Gel制备方法的改进

改进了 Ba Ti O3 基 PTCR纳米粉体的 Sol-Gel法制备工艺 ,用 XRD、DSC、SEM和 BET等技术考察了粉体特性及其对正温度系数热敏电阻 (PTCR)陶瓷材料电性能的影响规律。结果所得粉体平均粒径为 3 0～40 nm,分布窄 ,团聚轻 ,外貌近球形 ,比表面积为 2 6.2 0 m2 / g,在室温下呈立方钙钛矿结构 ;粉体经造粒、成型并在改进的烧结工艺下获得综合电性能有较大幅度提高的 PTCR陶瓷材料。

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

BaTiO_3陶瓷的PTC效应

对不同掺杂的BaTiO3基陶瓷的电性能、界面形态、氧元素分布特点以及电畴结构等进行研究发现:瓷体半导化速度很快,烧成温度是影响瓷体半导化速度的最重要因素;氧在晶粒晶界的偏析,并且对势垒的形成有重要作用;样品掺杂的元素不同,电畴结构会发生一定变化,畴结构和电阻起跳性存在一定关系.

无铅BaTiO_3基PTC陶瓷提高T_C的研究

研究了NBT的加入对BaTiO3基PTC陶瓷居里温度的影响。对试样进行了阻温特性测试,结果表明加入NBT能大幅度提高PTC陶瓷的居里温度,与原配方相比,加入0．1％NBT(摩尔分数,下同),居里温度就能提高10℃,加入1％的NBT,居里温度提高了近30℃。通过XRD衍射得到的晶格参数也证实了加入NBT能提高晶体的轴率c／a值,即试样的四方性提高,且c／a值随着NBT加入量的增加而增加。同时材料的PTC效应得到了改善,这是高温下挥发出来的Bi2O3和二次料中加入的MnO共同作用形成大量电子捕获中心的结果。

Nb掺杂BaTiO%_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3陶瓷系统PTCR性能的研究

采用固相反应法制备了Nb2O5掺杂的(1-x)BaTiO3-xBi0.5K0.5TiO3(BT-BKT,0≤x≤0.02)系统陶瓷,研究了Nb2O5和BKT掺杂量对该系统陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明:BaTiO3陶瓷的晶格轴率c/a值随着BKT含量的增加而变大,陶瓷具有良好的晶粒和明显的晶界。BT-BKT陶瓷的居里温度(Tc)也随着BKT的加入向高温移动,当x=0.01时,Tc提高到150℃,但室温电阻率(ρRT)随着BKT含量的增加也快速增大。

改性剂Sb对BaTiO_3基PTCR陶瓷电学性能的影响

以溶胶 -凝胶一步法合成了含有改性剂 Sb 的 Ba Ti O3 基正温度系数电阻 (positivetemperature coefficient of resistivity,PTCR)陶瓷 ,着重讨论了改性剂 Sb掺杂量的变化对 PTCR陶瓷电学性能的影响。结果表明 ,随改性剂含量的增加 ,材料的室温电阻率 (ρ室 )、电阻 -温度系数(α)、耐电压强度 (VB,max)均呈现“W”

施主半导化BaTiO_3PTC陶瓷耐压性能研究

通过工艺实验,性能测试和微观结构分析,研究了施主掺杂半导化BaTiO_3陶瓷的耐压性能。结果表明,该陶瓷耐压性能不仅与PTC效应,压阻效应有关,还与显微组织结构中存在的玻璃相有关。调整Al_2O_3、SiO_2烧结添加剂比例,在显微组织结构中形成莫来石微晶体的试片,具有良好的耐压性能。依据热平衡原理,建立了PTC陶瓷耐压方程,该方程表征了耐压性能与各影响因素之间的相互关系。本文用该方程对一些实验现象进行了讨论。

La和Y掺杂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

采用低温固相反应法(800℃)合成了一系列纳米掺杂BaTiO3基PTC瓷粉。经XRD分析,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体。分别研究了La和Y双施主掺杂以及烧结条件对材料PTC性能的影响,实验表明,以La和Y进行双施主掺杂可使材料的室温电阻进一步降低,升阻比提高。通过合理地调整双施主的相对含量,优化烧结制度,制备出了室温电阻为14.25?,升阻比达3.7×104的PTCR材料。

影响BaTiO_3基PTC陶瓷材料性能因素的分析

在BaTiO3基质中用15mol%Pb作移峰剂,以此为基础配料制备了Bi和V分别取代部分Pb的PTC陶瓷及BaTiO3-钛酸钡钠(NBT)陶瓷,采用SEM、EDS等方法对其性能进行了测试,并分析研究了烧成制度对显微结构的影响以及晶界重氧化对材料电性能和PTC效应的影响.结果表明:Bi3+取代微量Pb2+可以使BaTiO3半导化,且具有PTC效应,但是室温下其电阻较大;用V5+取代微量Pb2+,不能实现BaTiO3的半导化;NBT-BaTiO3陶瓷在还原气氛下烧结,半导化效果良好,但没有PTC效应,经重氧化试样的室温电阻增加,具有PTC效应.