激光烧结厚膜正温度系数热敏电阻浆料的研究

采用激光烧结厚膜电子浆料技术,在三氧化二铝陶瓷基板上制备厚膜正温度系数(PTC)热敏电阻.研究了激光工艺参数以及后续热处理温度对PTC热敏电阻线宽、形貌和性能的影响规律.激光烧结制得的厚膜PTC热敏电阻最小线宽为40 μm,电阻温度系数(TCR)可达2965×10-6/℃,其性能与传统的炉中烧结相当.激光功率密度和后续热处理温度对PTC热敏电阻方阻和电阻温度系数影响较大,并都存在一个最佳值.     

晶界应力对BaTiO_3基无铅PTC热敏电阻居里温度的影响

采用固相法制备了掺杂(K0.5Bi0.5)TiO3(KBT)的钛酸钡基无铅PTC陶瓷材料(K0.5Bi0.5)xBa(1–x)TiO3。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电阻-温度测试对材料的微观组织和热敏特性进行了表征,研究了晶界处应力对所制陶瓷材料居里温度(tC)的影响,发现通过构建更多的氧八面体结构来减小晶界应力有助于提高居里温度,并制出了居里温度为137℃的无铅PTC元件。     

ZnO对钙长石/莫来石复合材料性能的影响

以钙长石和莫来石等为主要原料,制备了与硅芯片相匹配的新型复合材料。研究了烧结助剂ZnO的加入量、烧结温度和显微结构等因素对材料性能的影响。结果表明:当w(ZnO)为8%时,该复合材料烧结温度为1000℃,其主要性能如下:在1MHz下εr为6.48,tanδ为4.00×10–3,抗折强度为76.29MPa,αl(25~500℃)为3.44×10–6℃–1。     

低温烧结锶系PTC材料的研制

为了降低(Ba,Sr)TiO3的烧结温度,以PbO、BN为矿化剂,采用固相反应法制备了样品。研究了ζ(PbO:BN)在低温烧结状态下对锶系PTC材料性能的影响。结果表明:当ζ(PbO:BN)为4:3时,样品在1182℃能半导化,且获得了特性较好的PTC材料:tC为64.9℃,R25为125Ω,ρmax/ρmin为2.553×105,温度系数α10/25为12.54%℃–1,耐电压Vb为696.7V。     

Cu/Mo共掺K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷材料的PTC特性

采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学方法合成制备了K0.5Bi0.5(Ti1–2xCuxMox)O3(x=0.01,0.06)陶瓷材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电阻–温度测试和交流阻抗谱分析对材料的微观组织和热敏特性进行了表征。结果表明:Cu/Mo共掺的K0.5Bi0.5TiO3陶瓷具有钙钛矿结构,并呈现明显的PTC效应;K0.5Bi0.5(Ti0.88Cu0.06Mo0.06)O3陶瓷的居里点为155℃,室温电阻为1 454,升阻比为2.62个数量级。材料的PTC效应主要来源于晶界电阻效应,遵循Heywang模型。     

Cu/Mo共掺K0.5Bi0.5TiO3陶瓷材料的PTC特性

采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学方法合成制备了K0.5Bi0.5(Ti1–2xCuxMox)O3(x=0.01,0.06)陶瓷材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电阻–温度测试和交流阻抗谱分析对材料的微观组织和热敏特性进行了表征。结果表明:Cu/Mo共掺的K0.5Bi0.5TiO3陶瓷具有钙钛矿结构,并呈现明显的PTC效应;K0.5Bi0.5(Ti0.88Cu0.06Mo0.06)O3陶瓷的居里点为155℃,室温电阻为1 454,升阻比为2.62个数量级。材料的PTC效应主要来源于晶界电阻效应,遵循Heywang模型。     

限流用BaTiO3系PTC陶瓷的制备及影响因素

介绍了以钛酸四丁酯和自制高纯醋酸钡为主要原料,采用溶胶–凝胶一步法(sol-gel)制备限流用BaTiO3系PTC陶瓷材料的工艺路线,用正交实验法研究了Ti/Ba,Pb,Ca,Y,Mn等组分因素对PTC陶瓷材料性能的影响。优化确定了PTC陶瓷材料的较佳组成。在基方固溶体化学组成,原材料选择和复合添加物的改性,特别是烧结工艺等方面做了细致的工作。最终获得了居里温度(tC)100℃,室温电阻率(r25) ≤20 ·cm,升阻比(Rmax / Rmin)>105,温度系数(aR)≥15% /℃,耐电压(Vb)≥190 V·mm1的PTC陶瓷材料。     

工艺过程对NBT/BaTiO3复合PTC材料性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)/BaTiO3复合PTC材料,通过对样品性能测试及扫描电子显微镜(SEM)形貌分析研究了工艺过程对NBT/BaTiO3复合PTC材料性能的影响,研究结果表明,NBT的加入方式影响复合PTC材料的半导化,而成型压力影响试样的气孔率,进而影响材料的PTC效应和室温电阻率,最佳的工艺过程为:NBT在二次料中加入,成型压力为298 MPa,烧结温度范围为1 275～1 290℃.     

Ba过量对(Ba0.8Pb0.2)TiO3系陶瓷PTC性能的影响

借SEM、XRD、R-t,αR及Vb等测试手段,研究了Ba过量对(Ba0.8Pb0.2)TiO3系陶瓷的微结构及PTC性能的影响。结果表明,当Ba过量5.0%(摩尔分数)时,能使晶粒细化,致密度良好,PTC性能得到显著改善:升阻比为4.2,αR为28.9%/℃,Vb≥520 V.mm–1。而Ba过量大于或小于5.0%都会对性能产生恶化作用。通过XRD发现,Ba过量形成的第二相Ba2TiO4及钡空位浓度的减小,是引起变化的重要因素。     

BaTiO_3基无铅PTC热敏电阻材料的制备与研究

利用传统陶瓷工艺制备了掺杂(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT),CaCO3和Mn(NO3)2的钛酸钡基无铅PTC陶瓷材料(Bi0.5Na0.5)xBa1–xTiO3-yCaCO3-0.000 2Mn(NO3)2(x=0.005,0.020,0.040,0.080;y=0,0.02,0.04,0.06,0.08),研究了BNT和CaCO3的掺杂量对所制陶瓷微观结构和导电特性的影响。结果表明:试样的晶格常数比c/a、居里温度tC以及室温电阻率ρ25均随着BNT掺杂量的增加而增大;CaCO3的加入能有效降低样品的室温电阻率。当x=0.080,y=0.06时所制得材料的性能最好,其室温电阻率为7×102.cm,居里温度高于150℃,升阻比(ρmax/ρmin)达到103。     

Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15铁电陶瓷的烧结及介电性能

采用两步烧结工艺制备Sr0.3Ba0.7Bi3.7La0.3Ti4O15铁电陶瓷,研究了烧结工艺对陶瓷的晶相和介电性能的影响。结果表明:适当提高最高温度、保温温度和保温时间可改善陶瓷的介电性能。当最高温度为1180～1200℃,在1050～1080℃保温5～15h时,其εr为238～262,tanδ小于10–2,σ为1.0×10–11～10–12S·m–1。该烧结工艺可减少铋的挥发,降低氧空位浓度,因而减弱了陶瓷的高温低频耗散现象。随着保温时间的增加,高温电导得到有效抑制,在1050℃保温15h样品的σ降低了一个数量级,在280℃时为5.2×10–9S·m–1。     

控制铅挥发制备钛酸锶铅半导体陶瓷

在 Y 掺杂的钛酸锶铅中,分别添加过量 PbO、SiO_2、ZrO_2制备之半导体陶瓷样品,在居里点(约 120℃)以上具有强的 PTC 效应,升阻比接近 5 个数量级。其中,SiO_2或 ZrO_2增强了居里点以下的 NTC 效应,降阻比可达 1个数量级;而少量 PbO 则降低了陶瓷的室温电阻率和 NTC 效应。通过热处理可以使热敏特性由 PTC 型向 NTC-PTC复合型转变,表明 NTC 效应与铅含量变化密切相关,控制铅挥发能获得不同热敏特性的钛酸锶铅半导体陶瓷。     

水基流延法制备片式PTC陶瓷

以PVA和PAA乳液为粘合剂,用水基流延法制备了BaTiO3基片式PTC陶瓷基片。研究了粘合剂、固相含量等对浆料黏度及流变行为的影响,同时对流延基片的干燥工艺、烧成曲线等也进行了研究。结果表明,将流延干燥后的基片,在1 320℃空气中烧结30 min,所得PTC样品的升阻比大于6个数量级,温度系数大于16%/℃,能够满足叠层PTC器件的制备要求。     

Sn4+替代Nb5+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7(BZN)微波陶瓷,并借助XRD、SEM及LCR4284测试仪,研究了Sn4+取代Nb5+对BZN陶瓷显微结构和介电性能的影响。结果表明:随着Sn4+替代量的增加,微观形貌中出现棒晶;选取20～80℃,100 kHz时的εr计算,介电常数温度系数由205×10–6/℃逐渐减小到–240×10–6/℃;当替代量x(Sn4+)为0.16时,样品出现介电弛豫现象;随着测试频率的增加,介电弛豫峰向高温移动。     

(Sr_(0.5)Ba_(0.5))_(1.9)Ca_(0.1)NaNb_(5–x)TaxO_(15)陶瓷的介电性能

通过Ta掺杂改性钨青铜陶瓷(Sr0.5Ba0.5)1.9Ca0.1NaNb5–xTaxO15(x=0～0.30),分析了Ta掺杂量对其烧结性能、微观结构及介电性能的影响。陶瓷的烧结温度随x的增大略有提高。当x<0.10时,陶瓷的tC和弛豫性变化不大;当x≥0.10时,tm(1kHz)明显降低,从270℃(x=0)降低至231℃(x=0.30)。且tm随频率增加向高温移动,弛豫性明显增强。认为Ta掺杂引起其性能变化是由于Ta—O键与Nb—O键键能的差异,导致陶瓷氧八面体中心离子位移量以及A位离子有序程度的变化所致。     

通讯设备用低阻高耐压过流保护器材料研究

过流保护器要求芯片尺寸为φ5mm×2.2mm,电阻值为15?,耐电压AC330V。采用液相施主掺杂和添加钙等方法优化配方制成PTCR材料。经复阻抗谱、SEM及XRD等测试分析表明,材料的微观结构得到了明显改善,PTC性能得以提高。当x(Mn(NO3)2)为0.47%时,材料的居里点为70℃、室温电阻率为14?·cm、温度系数为11.5%℃–1、耐压强度大于165V/mm。     

液相施主及高钙添加对PTC材料性能的影响

采用液相施主掺杂和高钙添加相结合的方法,制得性能优良,适合程控电话交换机防雷击、防过流用的耐强电限流器件的PTC材料。在液相施主Y(NO3)3的添加量(摩尔分数)为0.4%,CaCO3添加量(摩尔分数)为15%时,得到了室温电阻率为140?·cm,居里点tC为74℃,阻温系数α为13.9%℃–1,升阻比lg(ρmax/ρmin)为7.2,耐压强度Vb≥260V/mm的PTC材料。