金屬Ni-陶瓷復(fù)合PTCR材料的研究.pdf

1、該文研究了金屬Ni/陶瓷復(fù)合PTCR材料的機(jī)理、數(shù)學(xué)模型和影響因素.根據(jù)數(shù)學(xué)模型,重點(diǎn)討論了工藝過程對(duì)復(fù)合材料性能的影響,分析了提高復(fù)合材料性能的有效途徑.并研究了一種能夠降低復(fù)合材料的室溫電阻率,提高其升阻比的玻璃添加劑.初步研究了一種NiO代替金屬Ni的新工藝.通過研究復(fù)合材料的電阻率和金屬的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系,得到如下結(jié)論:金屬Ni和(Ba,Sr)TiO<,3>陶瓷的復(fù)合屬于兩相物質(zhì)顆粒態(tài)的均勻混合,其電阻混合方式是混聯(lián)模式,符合GE

2、M方程,電阻率可通過下式近似的估算:σ<,composite>=(V<,metal>×σ<'m> <,metal>+(1-V<,metal>)×σ<'m> <,ceramics>)<'1/m>.通過該式可推導(dǎo)出復(fù)合材料升阻比的計(jì)算公式.復(fù)合材料的升阻比由陶瓷基質(zhì)的電阻率和升阻比、金屬的體積分?jǐn)?shù)和電阻率、結(jié)構(gòu)因子決定.由該式可知,通過調(diào)節(jié)金屬的體積分?jǐn)?shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合材料的低阻化;復(fù)合材料的電阻率隨陶瓷基質(zhì)電阻率的升高而變大,這是復(fù)合材料具有

3、PTC效應(yīng)的主要原因.通過相關(guān)的計(jì)算可知:降低陶瓷基質(zhì)的電阻率、提高陶瓷基質(zhì)的升阻比,防止金屬的氧化、降低結(jié)構(gòu)因子有利于獲得低室溫電阻率、大升阻比的PTC復(fù)合材料.工藝條件對(duì)復(fù)合材料性能的影響是復(fù)雜的.還原燒成過程中,陶瓷的室溫電阻率降低,PTC效應(yīng)消失;燒成溫度越高,陶瓷顆粒之間的接觸電阻越小.氧化過程中,O2的擴(kuò)散使陶瓷的電阻增加、PTC效應(yīng)得到部分恢復(fù),也使部分金屬Ni被氧化.該實(shí)驗(yàn)工作條件下,燒成溫度提高、保溫時(shí)間適當(dāng)延長復(fù)合材