低阻钛酸锶钡基PTC材料的制备与电性能

BaTiO3正温度系数(PTC)陶瓷因其具有较高的室温电阻率而使其在低压领域中的应用受到限制,因此,有必要降低其室温电阻率.低阻化的一个途径是将金属与BaTiO3基PTC陶瓷复合来制备复合PTC材料.采用传统陶瓷工艺制备Ni/(Ba,Sr)TiO3复合PTC材料.为避免金属Ni被氧化,复合材料在弱还原气氛下烧成.为排除烧结气氛的影响而讨论金属Ni的影响,(Ba,Sr)TiO3 PTC陶瓷也在同一弱还原气氛下烧成.PbO-B2O3-ZnO-SiO2系玻璃料的加入改善了复合材料的两相分布,优化了复合材料的性能.     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃掺杂对BZN陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了Li2O-B2O3-Si O2(LBS)玻璃掺杂的(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷,研究了LBS作为烧结助剂对BNZ陶瓷的烧结特性、晶相组成、微观结构以及介电性能的影响。结果表明,添加少量LBS玻璃后的陶瓷试样中没有出现第二相,主晶相仍为立方焦绿石结构。烧结助剂能有效降低BZN陶瓷的烧结温度,当LBS质量分数为0.6%时,陶瓷试样的烧结温度降到900℃,制备的试样具有良好的介电性能:相对介电常数为159,介质损耗为8×10–4(1 MHz)。     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

La2O3-B2O3玻璃添加对Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷结构及性能影响

利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段研究了添加La2O3-B2O3玻璃作为烧结助剂的Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷在低温烧结过程中的结构及微波介电性能变化。实验结果表明,适当的La2O3-B2O3玻璃添加不会影响Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的相组成。添加质量分数2%的La2O3-B2O3烧结助剂有助于在烧结过程中形成液相,液相能有效加速Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的低温烧结过程,实现Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的致密化。在875℃烧结时,添加质量分数2%La2O3-B2O3玻璃的Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷具有优异的微波介电性能:εr=33.91,Q×f=16579 GHz(f=6.1 GHz),τf=-68.54×10-6/℃。     

Ca[(Li,Nb)Zr]O3+δ微波陶瓷的低温烧结机理研究

研究了ZnO-B2O3-SiO2 (ZBS)玻璃添加对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ(CLNZ)陶瓷相转变、晶体结构及微波介电性能的影响.XRD及SEM显示,ZBS玻璃添加可使CLNZ钙钛矿陶瓷在940℃获得单相致密的结构,但当ZBS玻璃的质量分数超过10％后,陶瓷中开始出现Ca2Nb2O7型烧绿石相.在烧结过程中ZBS玻璃相富集在晶界处,表明烧结过程中它起到液相烧结助剂的作用,可有效地将CLNZ陶瓷的烧结温度从1170℃降低到940℃.且在ZBS玻璃相的诱导下,CLNZ陶瓷晶体发生了从(121)面到(101)面的择优取向转变.在最佳烧结条件940℃、4h下,在w(ZBS)=15％玻璃掺杂的CLNZ陶瓷中,其微波介电性能为介电常数εr=32.0,品质因数与频率之积Q·f=6 640 GHz,频率温度系数τf=27.1 μ℃-1,且该陶瓷体系不与Ag发生化学反应,可广泛应用于低温共烧陶瓷( LTCC)领域.     

钛酸锌镁介质陶瓷的制备与介电性能

采用固相合成法制备了Mg0.22Zn0.78TiO3(简称MZT)化合物陶瓷粉体,研究了烧结助剂及Ca O掺杂对MZT介质陶瓷的烧结和介电性能的影响。实验结果表明,掺杂少量的Ca O能改善MZT陶瓷的介电性能,加入质量分数为10%烧结助剂,能获得一种能在较低温度下烧结的MZT系瓷料,烧结温度为1 000℃时,测得陶瓷样品的最佳介电性能:相对介电常数约为21,介质损耗小于1.5×10-4,介电常数温度系数符合C0G瓷料的要求。     

Ba2Ti9O20陶瓷的低温烧结及其在MLCC中的应用

以 BaTiO_3和 TiO_2粉末进行固相反应来合成 Ba_2Ti_9O_(20)主晶相,通过添加烧结助剂及少量 Ca、Nd、W 改性剂来降低瓷料的烧结温度,使瓷料的介电性能达到高频 MLCC电性能要求。研究结果表明,采用 Ca、Nd、W 复合添加剂可显著地降低 Ba_2Ti_9O_(20)主晶相的合成温度降至 1 200℃,采用硼硅酸盐玻璃可使陶瓷烧结温度降低至 1 000 以下,实现了 Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷与低钯电极浆料的共烧,成功地应用于高频 MLCC。     

掺BCB低温共烧ZnNb2O6微波介质陶瓷的研究

研究了BaCu(B2O5)(BCB)对ZnNb2O6 微波介质陶瓷烧结特性和介电性能的影响.结果表明,BCB 玻璃料形成的液相加速了颗粒间的传质,促进了烧结,能有效的使ZnNb2O6 陶瓷的烧结温度降低至875℃,随着BCB含量的增多,样品中出现了第二相.w(BCB)=3%的ZnNb2O6 陶瓷在875℃保温4 h,获得优异的综合介电性能,即介电常数εr=23.4,品质因数与频率的乘积Q×f=13 230 GHz,谐振频率温度系数τr,=-78.41×10-6/℃,与Ag共烧研究表明,ZnNb2O6 陶瓷与Ag电极化学兼容性较好,未发生明显的扩散反应现象,可作为一种新型的低温烧结微波介质陶瓷用于多层微波器件的制作.     

助剂对ZnO-SiO2陶瓷烧结和性能的影响

研究了Bi2O3-SiO2烧结助剂预合成对ZnO-0.6SiO2陶瓷烧结和微波介电性能的影响。750℃预烧后的Bi2O3-SiO2烧结助剂能形成液相,有效地将ZnO-0.6SiO2陶瓷的烧结温度从1 380℃降至990℃。随助剂添加量的增加,ZnO-0.6SiO2陶瓷的介电常数(rε)略有提高,品质因数(Q×f)随之下降,频率温度系数(τf)无明显变化。添加3%~10%(质量分数)预合成的Bi2O3-SiO2助剂后,ZnO-0.6SiO2陶瓷在990℃保温2 h,获得微波介电性能为:rε=6.19~6.59,Q×f=37 500~41 800 GHz(测试频率f=11 GHz),τf=(-52.9~-50.1)×10-6/℃。     

低温烧结BaO-TiO_2-ZnO系陶瓷的研究

将ZnO-H3BO3(ZB)玻璃作为烧结助剂添加到BaO-TiO2-ZnO系(BTZ)陶瓷中,以实现BTZ陶瓷的低温烧结。研究了ZB玻璃的加入及球磨时间对BTZ陶瓷的烧结性能和介电性能的影响。结果表明:ZB玻璃的加入,明显降低了BTZ陶瓷的烧结温度。添加质量分数6%的ZB玻璃、球磨10 h时,BTZ陶瓷能够在950℃下致密烧结,获得良好的介电性能(1 MHz):εr=35.55,tanδ=2.2×10–4,–10×10–6/℃<α<+10×10–6/℃(–55～+125℃)。     

SrBaNb-SrBaTi复合陶瓷的制备和介电性能研究

采用传统固相反应法分别制作了SrxBa1–xNb2O6(x=0.3,0.4,0.5,0.6)和Sr0.6Ba0.4TiO3单相陶瓷以及两相混合的复合陶瓷。结果表明,该制备方法简单,能够精确控制复合陶瓷中SrxBa1–xNb2O6和Sr0.6Ba0.4TiO3的组分含量,其中Sr0.6Ba0.4Nb2O6与Sr0.6Ba0.4TiO3按摩尔比1∶1混合所得复合陶瓷样品的介电温度特性最佳,10kHz下在25～60℃温度范围内αε为3.224×10–7,tanδ小于0.7×10–2。     

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。     

几种电子陶瓷材料的研究与思考

给出了氧化铝陶瓷、微波陶瓷及PTC热敏陶瓷等几种电子材料的一些研究成果。发现95%~97%Al2O3陶瓷的机械强度不仅和晶体大小,而且和形貌及分布有关。制备的(Zr,Sn)TiO4微波陶瓷的?r为35~41,?f为(-14~+20) ×10-6℃-1和Q0≥5 000 (10 GHz)。采用化学共沉淀法制备了超细 (Ba,Sr,Pb) TiO3粉并获得了高性能PTC热敏陶瓷。对研究成果产业化进展提出若干思考问题并进行了探讨。     

低居里点突变型PTC材料的研究

以（Ｂａ（０．６）Ｓｒ（０．４））ＴｉＯ_３为基质，掺杂Ｙ三价施主元素及ＡＳＴ，选用最佳烧制工艺，制成了具有较低室温电阻率及较优电阻温度系数的低居里点（～０℃）突变型ＰＴＣ材料。研究了材料的阻温特性与各种工艺条件以及室温电阻率与掺杂量的关系。     

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)。     

Low temperature fired positive temperature coefficient resistors

Through the addition of BN as a sintering aid, Y-doped BaTiO₃-based positive temperature coefficient resistors (PTCR) can be fabricated at temperatures below 1200‡C, which is much lower than is required when conventional sintering aids such as silica or A1₂O₃, SiO₂, and TiO₂ (AST) are used. In comparison with the PTCR containing SiO₂, the low-temperature-fired thermistor shows an enhanced PTC effect and a much higher temperature of resistivity maximum. Electrical properties of the BN-added BaTiO₃, (Ba,Sr)TiO₃, and (Ba,Pb)TiO₃ ceramics were discussed.     

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。     

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。     

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。     

液相包覆法引入B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷介电性能的影响

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20主晶相,以H3BO3溶液为前驱液,通过液相包覆技术引入B2O3助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度.研究了液相包覆B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400...