Ni/PTCR陶瓷复合材料的显微结构与再氧化效果

用金属Ni复合的方法降低PTCR陶瓷的室温电阻率,采用草酸镍分解法制备了Ni/PTCR陶瓷复合材料,并对其显微结构进行了表征,研究了再氧化对PTCR效应的恢复和显微结构对再氧化效果的影响.结果表明,热处理可以明显地恢复复合材料的PTCR效应,而显微结构对热处理的效果有很大影响,在一定的工艺条件下这种Ni/PTCR陶瓷复合材料具有明显的PTCR特性和较低的室温电阻率.     

Ni/PTC陶瓷复合材料的制备和性能

采用液相包裹法由NiC2O4·2H2O/BaTiO3前躯体热分解制得Ni/PTC陶瓷复合材料,并对其结构和性能进行了表征.Ni/PTC陶瓷复合材料具有多孔性结构和较好的分散性,Ni主要以微细金属颗粒的形式分布于晶界和孔隙中;在Ni/PTC陶瓷复合材料中氧化Ni导致室温电阻率增大,对PTC效应产生消极影响;采用石墨扣烧的方法能避免金属Ni氧化,制得的Ni/PTC陶瓷复合材料具有非常低的室温电阻率,但几乎失去了PTC效应,在烧成后热处理过程中晶界氧的吸附可使其恢复PTC效应;Ni/PTC陶瓷复合材料结构的多孔性和金属Ni的充分分散有利于PTC效应的恢复.     

高性能BaTiO3基PTCR陶瓷的制备与表征

以乙酸钡和钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了BaTiO3基PTCR纳米晶粉体.通过热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)分析了粉体的合成过程和晶粒尺寸及相结构;纳米晶粉体经造粒、成型、烧结获得了居里温度(TC)为100℃,室温电阻率(ρ25℃)～18Ω·cm,温度系数(α30)～17%·℃-1,耐电压(Vb)＞195V·mm-1,电阻率突变(ρmax/ρmin)＞ 106的PTC陶瓷材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其显微结构进行了观察.     

一种有机结晶物对丁腈橡胶/炭黑复合材料电性能的影响

将一种低分子量有机结晶物加入到丁腈橡胶/炭黑复合体系中制备导电复合材料。实验得出, 其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数(PTC) 效应。讨论了低分子量有机结晶物对复合材料室温电阻率及PTC 效应的影响。      

低阻BaTiO3系PTC陶瓷的制备与表征

在用溶胶-凝胶法制备BaTiO3系PTC陶瓷材料的过程中,应用热分析对干凝胶的热分解历程进行了研究;考察了不同降温速率对晶粒的生长状况及PTC陶瓷材料性能的影响,获得了室温电阻率(ρ)＜9Q·cm,电阻率突变(ρmax/ρmin)＞105,温度系数(α30)＞13%·℃-1,耐电压(Vn)＞130V·mm-1,居里温度(TC)为105℃的低阻PTC陶瓷材料.     

无铅BaTiO_3系热敏电阻及其PTC性能的研究进展

通常在BaTiO3中固溶PbTiO3来提高BaTiO3系PTCR的居里温度,但是铅的毒性和挥发性限制了BaTiO3系PTCR的应用,因此需要研制出高居里点的无铅PTCR陶瓷。随着BNT、BKT含量增加,BaTiO3系PT-CR的居里点升高,但同时室温电阻快速增大。若在提高居里点的同时抑制室温电阻率的增大,就能制备出有实用价值的无铅高居里点的PTC材料。综述了BNT、BKT的含量对居里温度的影响及其机理,通过加入还原剂或在还原气氛下烧结并制定合理的烧结制度可以得到低室温电阻率和性能较好的PTC材料。     

HDPE／CB—MWNTs复合材料体系PTC效应

研究了高密度聚乙烯/碳黑-多壁碳纳米管复合材料的正温度系数效应(PTC).结果发现,HDPE/CB-MWNTs复合材料中MWNTs的含量为1%.(质量分数,下同)时复合材料的PTC强度达8.3,室温电阻率仅为1.2Ω·m;而当MWNTs的含量为3%.时复合材料的PTC强度迅速减小到小于3,室温电阻率则变化不大.SEM研究表明导电填料CB或者MWNTs在复合材料中分布均匀.对HDPE/CB-MWNTs复合材料的PTC效应随MWNTs含量的变化原因进行了探讨.     

HDPE/EVA/CB复合导电材料的研究

研究了HDPE/EVA/CB(炭黑)复合材料的导电性及正温度系数(PTC)特性,包括电阻-温度特性和电流-时间特性.发现在HDPE/CB复合材料中加入少量的EVA能降低室温电阻率、改善炭黑粒子的分散、增强PTC效应以及缩短材料的响应时间,并从基体的结晶性及炭黑在共混基体中分布的角度探讨了EVA组分对复合材料电性能影响的作用机理.     

固化剂对炭黑/环氧树脂导电复合材料阻温特性的影响

分别以2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI)和甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)为固化剂,低结构炭黑(F101CB)为导电填料,环氧树脂(E-54)为基体,采用超声分散溶液混合法制备了F101/E-54/2,4-EMI和F101/E-54/MeTHPA复合材料。通过电阻-温度特性测试和差示扫描量热(DSC)法分别对其电性能和玻璃化温度进行了表征与分析。结果表明,以2,4-EMI和MeTHPA为固化剂的F101/E-54复合材料都具有PTC效应,F101/E-54/2,4-EMI复合材料具有较大的室温电阻率和PTC转变温度,较小的PTC强度;101/E-54/2,4-EMI复合材料的玻璃化温度Tg为161.7℃,与其PTC转变温度160.4℃接近,F101/E-54/MeTHPA复合材料的玻璃化温度Tg为133.5℃,与其PTC转变温度134.1℃接近;多次热循环使F101/E-54复合材料的PTC稳定性得到改善,以2,4-EMI为固化剂的复合材料体系表现得尤为明显。     

N990/聚ε-己内酯复合材料的PTC效应

以辛酸亚锡为引发剂开环聚合制备了聚己内酯(PCL),用GPC、DSC、XRD和FT-IR进行表征。将PCL与N990用炭黑以溶剂法复合制备了PTC复合材料,研究其微观结构、体积膨胀和电性能。结果表明:PCL的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)以及分子量分布宽度(Mn/Mw)分别为24175、38666和1.60,熔点为62℃,结晶度为42.48%。复合材料的渗流阈值为35%,PTC强度都大于2个数量级。N990炭黑在复合材料中分布较均匀,主要以聚集体的形式存在。复合材料的电阻率对数值-体积膨胀率曲线表明,体积膨胀只是复合材料PTC效应的一个重要因素。     

铬/PTC陶瓷复合材料研究

本文研究了以ＢａＴｉＯ３为基的铬／ＰＴＣ陶瓷复合材料的配方、制备工艺、组成结构对其性能的影响。在一定配方及工艺条件下,获得的铬／ＰＴＣ陶瓷复合材料具有低的室温电阻率和ＰＴＣ特性,并探讨了复合材料阻温特性的微观机理。     

A structural model of Cr/(Ba,Pb)TiO3 positive temperature coefficient composite

The over-current protector is one of the main applications of the positive temperature coefficient (PTC) thermistor. Low room-temperature resistance and a PTC effect are required for the use of the over-current protection. As a result, lowering the room-temperature resistivity of PTC materials becomes very important. From a Japanese patent, the method of adding metal to BaTiO₃-based PTC ceramics to form composites has shown good results. But in recent publications, few papers were related to this area. Furthermore, in the limited literature, the resistance–temperature curve of the material expressed a negative temperature coefficient (NTC) effect when metal was present. In the present work, chromium (Cr), was added to (Ba,Pb)TiO₃ ceramics to form PTC composite with higher Curie temperature (T _C = 180°C). Under a given composition and method, the prepared composite had low room-temperature resistivity (p = 1.33cm) and PTC effect (P_max/P_max = 10). From the experimental results obtained, a structural model of the composite is proposed. The co-function of metal and ceramics, and sintering atmosphere factor on the PTC effect are discussed in this model. By employing this model, the resistance–temperature properties of the composites can be explained satisfactorily.     

多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为

为了充分利用不同导电粒子的导电作用,在炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合体系中引入了多壁碳纳米管(CNTs)。研究发现：引入的CNTs分散在CB粒子间起到“桥梁”作用,使体系的导电性能得到明显改善,并且CB∶CNTs为19∶1时其协同导电效果最好,该复合体系出现逾渗现象,对应的导电填料体积分数明显降低。在导电填料总体积分数为4.76%时,少量CNTs的引入就可使复合体系的体积电阻率从109Ω·cm下降到105Ω·cm;同时少量的CNTs能明显抑制炭黑/聚丙烯导电复合材料的正温度效应(PTC),使PTC强度从6.10降低到1.48,PTC转变峰温度从166℃升高到174℃。少量的 CNTs可以使PP的结晶温度提高12℃,对PP结晶的成核作用比CB更加明显。复合体系力学性能随导电填料体积分数增加而明显降低,但因为体积电阻率一定时CB-CNTs/PP体系所需导电填料体积分数较CB/PP体系明显降低,因此少量CNTs的引入能够使复合体系的力学性能得到更大程度的保持。     

施受主杂质La,Mn共掺BaTiO3陶瓷PTC特性的研究

采用溶胶－凝胶法制备施主杂质Ｌａ和受主杂质Ｍｎ均相共掺ＢａＴｉＯ３半导体陶瓷。掺杂过程中以Ｌａ、Ｍｎ的硝酸盐水溶液代替醇盐实现相掺杂,改善组分均匀性。讨论了受主杂质Ｍｎ的浓度与陶瓷ＰＴＣ性能的关系,并结合ＸＰＳ测量结果,对其影响ＰＴＣ效应的生观机制进行探讨。     

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１５０Ω·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_０．４Ｐｂ_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．     

Cu含量对BaTiO3/Cu复相陶瓷材料介电性能的影响

用传统固相法制备了(1-x)BaTiO3/xCu(x=5 wt%,10 wt%,15 wt%,20 wt%,25 wt%,30 wt%)复相陶瓷,研究了Cu含量对复相陶瓷材料的显微结构、渗流阈值及介电性能的影响.研究结果表明:BaTiO3/Cu复相陶瓷材料的电阻率随着铜含量的增加而下降,且在渗流阈值(x=25wt%)附近呈现非线性的下降趋势,复合材料从绝缘体逐渐变为导体.室温下1 kHz当Cu含量达到x=30wt%时复相陶瓷的介电常数为~9000,这是由于在导体和绝缘体的相界面处积累大量的空间电荷,并由此产生界面极化,导致介电常数的显著增大,且随着导体含量的增加,这种界面效应更加明显.复相陶瓷的介电损耗随着铜含量的增加而增大,但随着频率的升高,由于空间电荷的减少又会使损耗呈现下降的趋势.在25~115℃的温度范围内,复相陶瓷温度系数小于5%,具有很高的介电常数温度稳定性.     

形变Cu-11.5 %Fe 原位复合材料的强度和导电性

研究了经多次冷拔或冷拔配合中间热处理制得的形变Cu-11.5 %Fe 原位复合材料的组织、强度和导电性。用SEM 和TEM 观察分析了材料的组织结构。结果发现, 形变量η ≥5137 的形变Cu-11.5 %Fe 原位复合材料的Fe 树枝晶已成为细纤维状, 在横截面呈薄片弯曲状。形变量越大, 纤维越均匀细化。力学性能和电阻率测试结果发现, 随形变量增加, 强度提高, 同时电阻率增大。中间热处理可在不损失强度的同时, 明显降低电阻率。经3 次中间热处理后, 不同形变量下的材料电阻率均可下降约4.4μΩ·cm。几个较好的电导率和极限抗拉强度组合为: 70.6 %/ 659 MPa (Φ0.8) 、64.6 %/ 752 MPa (Φ0.5) 和51.9 %/ 880 MPa (Φ0.2) 。