燒結(jié)助劑添加對batio3k0.5bi0.5tio3陶瓷ptc性能的影響

1、論文題目：法西料技大學(xué)燒結(jié)助劑添加對B a T i 0 3 ／K 0 ．5 B i 0 ．5 T i 0 3 陶瓷P T C 性能的影響學(xué)科門類：工學(xué)一級學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生：趙嬌嬌導(dǎo) 師：蒲永平教授2 0 16 年5 月燒結(jié)助劑添加對B a T i 0 3 ／l ( o ．5 B i o ．5 T i 0 3 陶瓷P T C 性能的影響摘要B a T i 0 3 基P T C R 陶瓷主要應(yīng)用于電子通

2、訊和家用電器等方面。隨著電子產(chǎn)品向無鉛化和小型化發(fā)展，對P T C 陶瓷性能的要求越來越高，低室溫電阻率，高升阻比和高居里溫度成為迫切需要解決的問題。本論文以B a T i O l 3 ／K o ．5 B i o ．5 T 1 0 3 為基體，分別添加燒結(jié)助劑( C u O 、N a 2 T i 6 0 1 3 和S i 0 2 ) ，將陶瓷在還原氣氛( N 2 、A t ) 中燒結(jié)，隨后于空氣中進(jìn)行再氧化處理，研究了燒結(jié)助劑添加對B

3、a T i 0 3 ／硒．5 B i o ．5 T i 0 3 陶瓷物相組成、顯微結(jié)構(gòu)和P T C性能的影響。為進(jìn)一步提高居里溫度死，在B a T i 0 3 中添加更高濃度的K o ．5 B i o ．5 Z i 0 3 ，將陶瓷在氫氣氣氛中燒結(jié)，隨后于具有不同氧分壓的氣氛中進(jìn)行再氧化處理，研究了氫氣氣氛燒結(jié)對B a T i 0 3 ／K o ．5 B i o ．5 T 1 0 3 陶瓷半導(dǎo)特性和不同氧分壓對其P T C 性能的影響。

4、本研究旨在尋求一種新型無鉛B a T i 0 3 基P T C R 陶瓷的配方組成和制備工藝。首先，本論文采用固相法制備C u O 添加的B a o ．9 6 ( B i o ．5 K o ．5 ) 0 ．0 4 T i O a 陶瓷，在氮?dú)鈿夥罩袩Y(jié)。結(jié)果表明：當(dāng)C u O 添加量0 ．0 5 ％≤x ≤O ．2 0 ％時(shí)，陶瓷晶粒大小分布均勻，晶界清晰，具有顯著的P T C 效應(yīng)。當(dāng)x = 0 ．1 0 ％時(shí)，陶瓷樣品的室溫電阻率p

5、 R T = 3 ．1 ×1 0 3Q ·c m ，居里溫度T c = 1 3 7 ．3 ℃和電阻突跳l g ( p m ∞, ／p m i n ) = 2 ．6 5 。這主要是由于在氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)時(shí)，C u 2 + 部分被還原成C u + ，它們共同作為受主取代T i 4 十的位置，提高受主態(tài)密度。當(dāng)X ≥O ．4 0 ％時(shí)，陶瓷的晶粒尺寸增大，室溫電阻率升高，表現(xiàn)出負(fù)溫度系數(shù)效應(yīng)。其次，研究了№T i 6 0 1

6、 3 添加對B a o ．9 4 ( B i o ．5 K o ．5 ) 0 ．0 6 T i 0 3 陶瓷P T C 性能的影響。陶瓷在氬氣氣氛燒結(jié)，隨后在空氣中進(jìn)行再氧化處理。結(jié)果表明：N a 2 T i 6 0 1 3 添加可以使居里溫度從1 3 2 ．9 ℃升高到1 4 5 ．6 ℃。隨著N a 2 T i 6 0 1 3 添加量的增加，室溫電阻呈上升的趨勢，這是由于N a + 在晶界處聚集形成表面受主態(tài)，使受主態(tài)密度增加。通過

7、調(diào)整再氧化的時(shí)間和溫度可以優(yōu)化P T C 性能。當(dāng)x - - 0 ．1 5m 0 1 ％時(shí)，陶瓷在空氣中于1 0 0 0 ℃保溫3 h ，可以獲得居里溫度T c = 1 4 5 ．4 ℃，室溫電阻率p R T = 2 ．9 X 1 0 3Q ·c m 和電阻突跳l g ( p m 戤／p 曲_ ) = 2 ．3 9的性能優(yōu)良的P T C 陶瓷。再次，研究了S i O z 添加對B a o 。9 2 ( B i o ．s K o