Sr2Bi2O5摻雜BaTiO3基無鉛熱敏陶瓷的研究.pdf

1、為了實現(xiàn) BaTiO3基熱敏陶瓷的無鉛化,采用固相法制備居里點溫度高于120℃的BaTiO3基無鉛PTC熱敏材料及BaTiO3基NTC熱敏材料,借助差熱-熱重分析、SEM、X-射線衍射、DY-IIIB型多工位耐電壓測試儀和ZWX-C型熱敏電阻率測試系統(tǒng)等分析手段對BaTiO3和Sr2Bi2O5粉末的合成過程及Sr2Bi2O5摻雜、PTC熱敏陶瓷的燒結(jié)工藝、稀土(La、Y)和錳對熱敏材料組織與性能的影響進行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果如下:

2、
　　研究了 BaTiO3和 Sr2Bi2O5的制備工藝,確定出較佳的制備工藝參數(shù)及配比。結(jié)果表明,BaTiO3的適宜的預(yù)燒溫度為1000~1050℃,Ba2+:Ti4+合適配比為1:1;Sr2Bi2O5適宜的合成溫度為900℃,合適的配比:SrCO3:Bi2O3=2:1.035。
　　系統(tǒng)研究了xmol％Sr2Bi2O5對BaTiO3基熱敏陶瓷(簡寫xSB-BTO)的性能的影響。結(jié)果表明,Sr2Bi2O5單獨摻雜能夠使Ba

3、TiO3基熱敏陶瓷的居里點溫度達(dá)到135℃左右,摻雜量為0.01≤x≤0.7時熱敏陶瓷表現(xiàn)為PTC特性,室溫電阻率隨著摻雜量的增加先降后升,升阻比呈倒V字變化,耐電壓呈U字型變化,摻雜量x分別為0.3,0.4時,熱敏陶瓷的室溫電阻率為50Ω·cm和31Ω·cm,耐電壓分別為150V和134V,升阻比最大約為103。當(dāng)10≤x≤70時,SB-BTO表現(xiàn)為NTC特性,NTC效應(yīng)隨摻雜量的增加呈下降的趨勢,當(dāng)x=10時,ρ25=5763Ω·c

4、m,B25/200=4681K,為所研究組成中性能較佳的。
　　研究了燒結(jié)工藝對0.4SB-BTO性能的影響,確定了較佳的工藝參數(shù)。結(jié)果表明適宜的升溫速率為10-15℃/min,燒結(jié)溫度為1280-1300℃,燒結(jié)時間為30-60min,降溫速率為1-3℃/min。
　　系統(tǒng)研究了稀土(La、Y)對0.4SB-BTO、10SB-BTO的性能影響,結(jié)果表明,對0.4SB-BTO,室溫電阻率隨摻雜量的增加先降后升,當(dāng)稀土(La、

5、Y)為0.6mol%時室溫電阻率均達(dá)最小值,分別為8.5Ω·cm和5.2Ω·cm,升阻比先升后降,當(dāng)摻雜量為0.6時達(dá)最大值,為107;對10SB-BTO,室溫電阻率隨摻雜量增加先降后升,B25/200隨摻雜量逐漸下降。
　　研究了Mn對0.4SB-BTO、10SB-BTO的性能影響,結(jié)果表明,對0.4SB-BTO,合適的Mn摻雜,能夠提高0.4SB-BTO的PTC效應(yīng),過量的Mn摻雜,降低了PTC效應(yīng);對10SB-BTO,室溫電