空气中烧成镍电极与PTCR的欧姆接触

对用厚膜烧成法在PTCR半导瓷上制备镍电极进行了研究。实验表明空气中烧渗镍电极可以和PTCR形成良好的欧姆接触。讨论了镍电极的形成机理及其与PTCR半导瓷的接触特性。     

欧姆接触锌电极的研制

对贱金属锌浆料进行了实验研究。材料配方的选择和工艺的优化是实验的关键。研制出的锌浆料可在大气中烧结在ＰＴＣＲ等半导瓷上构成电极。该贱金属锌电极能牢固地附着于陶瓷体上并具有优良的欧姆接触性能。     

直流磁控溅射BaTiO3系PTCR元件电极及其性能对比的研究

目前在钛酸钡系PTC热敏电阻器的生产过程中,广泛采用烧渗铝、化学镀镍等电极制备方法,但所制备的电极湿热老化及附着力不尽人意.本文采用直流磁控溅射法制备了的PTCR元件的底电极,实现了镍与PTCR瓷片间的欧姆接触,并发现利用溅射法工艺制备了Ni电极的元件电极附着力(垂直拉力＞3kg,剪切拉力＞0.5kg)及耐湿热老化性能均得到提高,而且溅射工艺的高成本也得到控制,在生产上实现了批量应用(日产量可达3万片).     

PTC半导瓷用欧姆接触电极的研究

制备了六种不同玻璃的铝电极浆料，研究了这些玻璃料对接触电阻的影响。结果表明，含ＮＯ．２玻璃料的烧渗铝电极试样显现出低的接触电阻和良好的抗老化特性。     

掺杂V2O3系PTC陶瓷电极的研究

本文采用一次烧渗法制备出掺杂Ｖ２Ｏ３系ＰＴＣ陶瓷的Ａｇ－Ｚｎ－Ｔｉ电极，测量了电极的电学性能，采用差热—失重分析、ＸＲＤ分析和电子探针Ｘ射线衍射显微分析等方法研究了电极的结构，同时对电极与陶瓷基体的接触状态进行了分析。研究结果表明：在电极与陶瓷基体间获得良好的欧姆接触，Ｚｎ和Ｔｉ固溶进入Ａｇ晶格而形成固溶体，Ｚｎ对形成欧姆接触具有重要影响。     

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.     

BaTiO3基PTCR陶瓷中Bi2O3蒸汽掺杂和Mn的协同作用

BaTiO3基陶瓷材料的PTCR效应与施受主掺杂密切相关。通过BaTiO3、Sb2O3等蒸汽掺杂，材料的PTCR效应可以得到提高。然而，蒸汽掺杂之后，PTCR效应提高的幅度在含受主Mn的材料中比纯施主掺杂的材料中要大得多。这与BaTiO3蒸汽掺杂和Mn协同作用密切相关。这种协同作用可能进一步形成三阶Mn或中性钡缺位相关的更为稳定的复合缺陷，从而增大了电子捕获中心的浓度，使材料PTCR效应大幅提高。     

丝网印刷欧姆接触电极浆料的研制

采用分子银粉与强还原性贱金属铝粉和锌粉按一定比例组合,选择适当的有机载体,并加入硼酸铅和氧化铋作为烧结助熔剂,三乙醇胺作为表面活性剂,制成了一种用丝网印刷法形成欧姆电极所用的浆科。     

BaTiO3基PTCR陶瓷的复阻抗谱研究

采用复阻抗方法,系统地研究了ＢａＴｉＯ_３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。     

BaTiO3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晶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BaTiO3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．     

化学镀镍对BaTiO3基PTC陶瓷阻温曲线的两种不同影响

本文通过对比实验研究了化学镀镍对于ＢａＴｉＯ３基半导体陶瓷ＰＴＣ效应的两种不同影响，结果表明，这两种影响分别与镀镍过程中的化学反应以及镀液向瓷体中的渗透有关，首次提出了化学镀镍过程中产生的初生态氢原子影响ＰＴＣ效应的观点。     

原料预处理对BaTiO3压电陶瓷的物性影响

BaCO₃微粉原料通常由尺寸较大的棒状颗粒所组成, 这些棒状颗粒在一次球磨过程中由于不容易粉碎, 从而对经预烧、二次球磨所得到的BaTiO₃陶瓷微粉的化学组分的均匀性和颗粒度产生影响, 进而影响后序烧结制备的BaTiO₃陶瓷的微观组织结构和压电性能。本研究重点探讨了以BaCO₃和TiO₂为原料、通过固相反应途径制备BaTiO₃陶瓷时, 实施原料预处理对所制备的BaTiO₃压电陶瓷物性的影响。研究发现, 配料前对BaCO₃原料实施球磨预处理可明显地降低棒状颗粒的尺寸, 从而可获得颗粒度细化的BaTiO₃陶瓷微粉, 进而制备致密度更高和晶粒尺寸更小而压电性能更高的BaTiO₃陶瓷材料。研究中对BaCO₃微粉进行不同时间的球磨预处理, 然后制备钛酸钡陶瓷, 考察了其压电性能、介电性质、铁电性能和微观结构等物理性质。利用同样的BaCO₃微粉原料, 未经球磨预处理所制备的BaTiO₃陶瓷的压电系数d₃₃最高值为410 pC/N, 而实施合适的球磨预处理制备的BaTiO₃陶瓷的压电系数d₃₃最高值可达470 pC/N。     

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。     

不同稀土元素掺杂对钛酸钡陶瓷导电性的影响

采用溶胶－凝胶法制备了１４种稀土掺杂的ＢａＴｉＯ３超细粉体（ＲＥ＝Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｌｕ），用一般陶瓷工艺将这些超细粉体分别烧成了１４种稀土掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷，测得了这些陶瓷体的电阻率并对Ｅｕ和Ｙｂ掺杂的ＢａＴｉＯ３陶瓷成绝缘体的原因进行了初步讨论。     

BaTiO3-ZnNb2O6陶瓷介电及储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO₃-xZnNb₂O₆ (x=0.5mol%, 1mol%, 1.5mol%, 2mol%, 3mol%, 4mol%) (简称BTZN)陶瓷, 研究了BTZN陶瓷的烧结温度、结构、介电性能和铁电性能。BTZN陶瓷烧结温度随着ZnNb₂O₆含量增加逐渐降低。XRD结果表明当ZnNb₂O₆含量达到3mol%时出现第二相Ba₂Ti₅O₁₂。介电测试结果表明随ZnNb₂O₆含量的增加, BTZN陶瓷介电常数逐渐减小, 而介电常数的频率稳定性逐渐增强。介电温谱表明所有BTZN陶瓷均符合X8R电容器标准。BTZN陶瓷的极化强度值随着ZnNb₂O₆含量的增加逐渐降低。当x=4mol%时, BTZN陶瓷获得240 kV/cm的击穿电场和1.22 J/cm ³的可释放能量密度。     

Cu注入PTC BaTiO3陶瓷的复阻抗谱研究

对传统工艺汉制备的ＢａＴｉＯ３陶瓷进行了Ｃｕ元素的离子注入。在较宽的频率范围内和不同温度下对样品进行了阻抗测量，确定了样品的等效电路。根据阻抗谱分析了Ｃｕ注入ＢａＴｉＯ３多晶陶瓷晶粒、晶界电阻与温度的关系。     

微波场中BaTiO3陶瓷的烧结及施、受主掺杂对晶粒生长的影响

采用ＴＥ１０３单模腔微波炉烧结ＢａＴｉＯ３陶瓷,对微波与陶瓷材料相互作用机制进行了探讨,分析了ＶａＴｉＯ３陶瓷微波烧结过程中各损耗随温度的变化规律;同时,分别在体系中引入受主杂质Ｃｒ＾３＋和施主杂质Ｎｂ＾３＋,研究微波场中杂质浓度对钛酸钡陶瓷晶粒生长的影响。     

基于溶胶-凝胶法制备BaTiO3基PTCR纳米陶瓷粉体研究

以溶胶-凝胶法制备了BaTiO3基PTCR纳米陶瓷粉体，通过适当控制材料的掺杂量和烧成制度达到细化晶粒、降低烧结温度及降低室温率的目的。讨论了溶胶．凝胶过程中水的加入量、乙酸加入量、乙醇加入量、成胶温度对形成细晶粉体的影响，制备出的BaTiO3粉体具有纯度高、粒径小、均匀性好、活性高、热处理温度低等优点。R-T丁曲线表明1260℃较1240℃烧结具有高的升阻比、温度系数，低的电阻率、居里温度：XRD分析表明所得粉体与BaTiO3主峰相吻合；800℃预烧2h所得BaTiO3粉体的TEM图表明粉体分布较均匀、外形为近似球形，其平均晶粒尺寸约30nm左右，与XRD得到的晶粒相当，单个颗粒是单晶；1240℃下烧结所得样品的SEM图片看出样品的平均晶粒约1～2μm、晶粒较为均匀致密。     

Sm2O3掺杂BaTiO3陶瓷的结构与电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同浓度Sm₂O₃(分别为0.001,0.002,0.003,0.005,0.007mol)的BaTiO₃陶瓷,并对其结构与电性能进行了研究.结果表明:Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的晶型在室温下为四方相,而且随着Sm₂O₃掺杂浓度的增加,BaTiO₃陶瓷的晶粒尺寸变小,说明Sm₂O₃掺杂对BaTiO₃陶瓷晶粒的生长有一定的抑制作用;Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的电阻率比纯BaTiO₃陶瓷明显下降,当添加量为0.001mol时,电阻率最小,.从4.3×109Ω·m下降为6.536×103Ω·m;Sm₂O₃掺杂BaTiO₃陶瓷的晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明该材料的PTC效应是由晶界效应引起的.