BBSM烧结助剂对低温烧结PTCR陶瓷性能的影响

为了提高低温烧结BaTiO3基热敏陶瓷的PTC效应,提出在BaO-B2O3-SiO2烧结助剂中加入MnO(以Mn(NO3)2形式加入)的方法,研究了BaO-B2O3-SiO2-MnO(BBSM)烧结助剂对Y3+掺杂BaTiO3基热敏陶瓷的低温烧结和PTC特性的影响。结果表明:含有x[Mn(NO3)2]为0.06%的BBSM烧结助剂的样品,在1050℃保温3h下烧结后,其室温电阻率为306Ω·cm,升阻比为4.23×103。     

稀土氯化物溶液掺杂BaTiO3基PTC陶瓷性能研究

采用稀土氯化物(YCl3、LaCl3)溶液作为施主掺杂剂,在1350℃空气气氛下烧结制备一系列BaTiO3陶瓷样品。借助XRD、XRF等手段,研究了氯化物溶液掺杂对BaTiO3基PTC陶瓷性能的影响。结果显示,YCl3掺杂样品的最低室温电阻率为17?·cm、LaCl3掺杂的为47?·cm,且样品都具有一定的PTC效应。室温电阻率大幅降低的原因,是引入的Cl元素有一部分能进入晶格取代O位起施主作用。     

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。     

BaTiO_3热敏电阻的低温烧结特性研究

为了得到低烧结温度、较低室温电阻率的BaTiO3基半导体陶瓷,提出在BaO-B2O3-SiO2-MnO烧结助剂中加入LiF的方法,研究了BaO-B2O3-SiO2-MnO-LiF(BBSML)烧结助剂对Y3+与Nb5+双掺杂BaTiO3基热敏陶瓷的微观结构和正温度系数(PTC)特性的影响。微观结构分析表明:玻璃助剂中LiF的含量能改变晶界相组成,影响样品的烧结特性和室温电阻率。实验结果表明,x(LiF)=5%的BBSML烧结助剂的样品,在1 050℃保温1 h下烧结后,其室温电阻率为151Ω.cm,升阻比为5.6×103。     

Ni/BaTiO3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)。     

Ni/石墨/BaTiO3复合材料低阻化研究

采用在BaTiO3陶瓷中加入Ni粉和石墨粉,将金属Ni和石墨的良好导电性能与BaTiO3基材料优良的PTC效应相结合,旨在研究降低BaTiO3基陶瓷室温电阻率的有效途径。通过大量反复的比对实验和测试分析,制备出了具有较低室温电阻率和一定升阻比性能的正温度系数(PTC)复合材料。     

水基流延制备片式PTCR陶瓷的研究

采用sol-gel法制备纳米BaTiO3基PTCR粉体,并以其为原料,采用水基流延成型工艺制备片式PTCR。研究了在sol-gel法制备BaTiO3粉体中,施受主元素含量、陶瓷的烧成温度与PTC效应、晶粒尺寸的关系以及水基流延工艺中各种添加剂对浆料和膜片性能的影响。结果表明:以纳米BaTiO3粉体为原料、水基流延的片式PTCR坯片,在1240℃下就能半导化,所得陶瓷样品的升阻比高于104,温度系数大于13%℃–1,平均晶粒尺寸小于2μm。     

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℃.     

气相法对BaTiO3陶瓷扩渗Gd元素及其电性能研究

采用气相法对BaTiO3 陶瓷扩渗Gd元素 ,使BaTiO3 陶瓷的导电性发生了显著变化 ,其室温电阻率从 4 .0× 10 12 Ω·m下降为 2 .76× 10 3 Ω·m ,而且随着频率增大和温度升高 ,交流电导逐渐增大 ,BaTiO3 陶瓷的导电性更强。Gd扩渗后BaTiO3 陶瓷的晶粒电阻随着温度的变化 ,呈现NTCR效应 ,而晶界电阻随着温度的变化 ,呈现PTCR效应 ,且晶界电阻远远大于晶粒电阻 ,说明该材料的PTCR效应是由晶界效应引起的。Gd扩渗使BaTiO3 陶瓷的介电常数显著降低 ,且随频率的增大而逐渐减小 ,介电常数随温度的变化呈PTC效应 ,并使BaTiO3 陶瓷的居里温度升高为 130 .6°C。     

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。     

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。     

C-2CH复合型PTCR薄膜

采用溶胶包裹再凝胶工艺制备了Ｃ－２ＣＨ复合型ＰＴＣＲ薄膜。实验表明，这种材料的ＰＴＣ效应是由２ＣＨ的相变体膨胀引起的，Ｃ的粒径大小对复合薄膜ＰＴＣ特性有十分显著的影响。较高的热循环温度和较多的热循环老化次数使ＰＴＣＲ薄膜电性能重现性得以改善。     

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。     

铌硅锰非均匀形核表面淀积掺杂PTC陶瓷

采用非均匀形核表面淀积法,在水热钛酸钡纳米晶粉体表面包覆Nb、Si、Mn,实现了Nb、Si、Mn与钛酸钡(BT)粉体的均匀混合。研究了掺杂量和烧结制度对PTC陶瓷性能的影响。结果表明,通过表面包覆工艺进行Nb掺杂的BT,在1 220℃已半导化,在1 250℃烧结的x(Nb)为0.18%的BT陶瓷,其ρ25为4.3?.cm,β为1.7。通过控制冷却速率,可以改变陶瓷的升阻比(β)。1 260℃烧结的Nb、Si、Mn掺杂BT陶瓷的ρ25为8.5Ω.cm、β比单纯Nb掺杂提高至4.9。     

热处理对CuO纳米线生长的影响

本文通过热氧化法制备了CuO纳米线,利用X射线衍射和扫描电子显微镜,研究了温度和冷却方式对CuO纳米线生长的影响。600℃空冷样品只长出了少量CuO纳米线,600℃炉冷样品上观察到了大量CuO纳米线,400℃空冷样品上也生长了大量CuO纳米线,表明CuO纳米线的实际生长温度不高于400℃。温度比较高时,以CuO层的生长为主;在温度比较低时,以CuO纳米线的生长为主。这一结果可以通过铜离子在氧化层中的扩散过程来理解。     

微型笔直写技术制备厚膜温度传感器阵列研究

利用微型笔直写技术,在Al2O3陶瓷基板上制备了4×4厚膜PTC热敏电阻温度传感器阵列。研究了驱动气压、笔嘴直径以及直写速度等对厚膜PTC热敏电阻线宽的影响,分析了微型笔直写PTC热敏电阻温度传感器的形成机理。目前微型笔在Al2O3陶瓷基板上直写的厚膜PTC热敏电阻线宽为130~400μm。高温烧结后其电阻温度系数αR为1620×10–6/℃,在25~95℃之间电阻阻值随温度的变化具有良好的线性。     

TiCN对钛酸钡基PTC热敏陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备了TiCN掺杂的(Ba0.85Sr0.11Pb0.04)TiO3 PTC热敏陶瓷。研究了TiCN加入量对其显微结构和PTC性能的影响。结果表明:添加x(TiCN)为0.006时,可使晶粒结构均匀,PTC性能得到改善。所获样品的体积电阻率ρv为31.2Ω.cm,电阻温度系数αR为21%℃–1,升阻比lg(Rmax/Rmin)为5.7,居里温度tC为97℃,耐电压强度Vb为280 V.mm–1。