nbt-bt基无铅高居里点半导体陶瓷的ptc性能研究

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1、NBT-BT基无铅高居里点半导体陶瓷的PTC性能研究蒲永平万晶惠驰原薇郭一松陕西科技大学材料科学与工程学院摘要：采用传统固相法制备丫半导的(1-x)BaTiO:「xLa2O3陶瓷，将其屮PTC性能最优异的组分按照一定的摩尔浓度添加到Na«.5BiQ.5TiO3中，制得了半导的(1-y)Na^BUiCVyBaTiO、陶瓷.采用XRD，介温测试仪，阻温特性测试仪对所制备陶瓷样品的结构、介电性能和PTC性能进行了分析.研宄结果表明：当x=0.0022吋，在空气中烧结的BT陶瓷样品具有较低的室温电阻率(2.2X104•cm)、较高的居里温度(118.3D和明显的PTC

2、效应(P^/P‘103);当尸0.4时，XBT陶瓷具有较高的居里温度(240.3°C)和较低的室温电阻率(7.7X10?Q-cm),有望应用于PTC领域中.关键词：NaO.5BiO.5Ti03;半导体;PTC效应;作者简介：蒲永平(1971-),男，山西新绛人，教授，博士，研究方向:铁电介电材料收稿日期：2017-07-19基金：国家自然科学基金项目(51372144,51641207)StudyonPTCpropertiesoflead-freehighCurietemperatureNBT-BTbasedsemiconductorceramicPUYong

3、-pingWANJingHUIChi-yuanCUIChen-weiGUOYi-songSchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology;Abstract：Thesemiconducting(l~x)BaTi0；-xLa203ceramicwaspreparedbyusingthetraditionalsolidstatereactionandthroughthetesttodeterminetheperformanceofthemostexcellentc

4、omponents.Onthisbasis，the(1-y)Na<).5Bi0.5Ti0：-)^BaTi03semiconductorceramicswereprepared.Thestructure,dielectricpropertiesandPTCpropertiesofthepreparedceramicsampleswereanalyzedbyX-raydiffraction(XRD),impedancespectroscopyandthetemperaturedependenceofresistivity.Theresultsshowthatthe

5、BaTiO3ceramicsamplecouldobtaingoodPTCeffect(PWiJpmin=10)，lowroomtemperatureresistivity(PRT2.2X10JQ•cm)andhighCurietemperature(TCl18.3°C)whenx=0.0022.TheXBT-bascdceramicscouldobtainlowpRT(7.7X10’Q•cm)andhighCurietemperature(240.3°C)wheny=0.4,whichisexpectedtobeusedinthePTCfield.Keywo

6、rd：NaO.5BiO.5Ti03;semiconductor;PTCeffect;Received：2017-07-190引言随着高新技术的迅猛发展，电子陶瓷元器件在各个领域的应用日益广泛，但目前广泛应用的高居里点BaTiO3(BT)基正温度系数(PTC)陶瓷材料中大多数含铅.由于当前各国对环保要求的不断提高，PTCR材料的无铅化已经成为一种必然趋势[卜3].在无铅高居里点的BaTiO3基PTC材料中引入一定量的含Bi元素的高居里点化合物，如Ko.5Bio.5TiO3>Nao.5Bio.JiO3等来取代铅以提高材料的相变温度已得到广泛研究WeirongHuo

7、等U1研究了加入物对1的影响，结果发现NBT的掺杂量达到1.5mol%时，居里点从97"C升高到150°C;P.ll.Xiang等边1通过研宄BaTi03-BiG.5NaG.5Ti03陶瓷系统，发现当掺杂lOmol%的BiG.5NaG.5Ti03时，该陶瓷系统居里温度可以达到210°C左右;SenlinLeng等M研宄也发现在钛酸钡中掺入约ImoW的Kfl.5BiG.5TiO3后，陶瓷系统的居里温度提高到150°C左右.研宄表明，当在BT基体中掺入微量铋系化合物时，可以冇效提高体系的居里温度并II具冇良好的PTC效应.但是当铋系化合物浓度増大时，材料的PTC效

8、应会逐渐减弱至消失，有研宄者在制备过程