低阻niba，srtiolt3gt复合ptc材料的制备与电性能研究

《低阻niba，srtiolt3gt复合ptc材料的制备与电性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、低阻Ni／(Ba，Sr)Ti03复合PTC材料的制备与电性能研究FabricationandElectricalPropertiesofNi／(Ba，Sr)Ti03PTCCompositewithLowResistivity一级学科：挝整叠堂皇王程学科专业：挝抖堂作者姓名：奎尘基措导教师；曲适友天津大学材料科学与工程学院二零零八年四月中文摘要．为了研制具备良好PTC性能的低阻材料，对(Ba，Sr)Ti03陶瓷以及Ni／(Ba，Sr)Ti03复合材料进行了研究。采用了ESEM、OG、TEM、EDX、SAD、XRD、

2、XPS、DSC．TG等现代材料研究与分析方法。测试了材料的电阻一温度特性和耐电压强度。讨论了Ni／(Ba，Sr)Ti03复合PTC材料的性能特点和影响因素。通过增加Mn02添加量、添加BN、加入Zn．V．B系玻璃料以及改变预合成所用的Ti02原料四种途径来改善(Ba，Sr)Ti03陶瓷的PTC性能。这四种途径在增强PTC效应方面均起到了积极的效果。尤其是不改变配方，采用Ti02．B原料制备出的(Ba，Sr)Ti03陶瓷材料PTC性能最为理想。13200C保温20min烧结后，P25=228．9Q-cm，Pm缸忱5

3、=105．1仅=25．1％／oC。采用此配方和原料制备与金属Ni复合的陶瓷基质。在还原气氛中烧成后，随着Ni加入量增大，Ni／(Ba，Sr)Ti03复合材料室温电阻率降低，同时PTC效应恶化、耐电压强度下降。综合考虑各项电性能指标，下面研究中将Ni的加入量固定在15wt％。提高烧结温度，有助于制备高性能的Ni／(Ba，Sr)Ti03复合PTC材料。对比了复合材料在倒置的A1203坩埚内放置足够多石墨粉形成的还原气氛l、石墨坩埚形成的还原气氛2中烧结后以及热处理后的XRD和XPS图谱，结果表明还原气氛1更适合制备复

4、合PTC材料。另外，所采用的三种Ni粉中，Ni粉平均粒径越小，室温电阻率越小，PTC效应越好。在复合材料中引入了PbO．B203．ZnO．Si02玻璃料。此玻璃料可以很好地润湿(Ba，Sr)Ti03陶瓷。玻璃料以无定形态存在于复合材料中的相界与陶瓷晶界上。晶粒间相和陶瓷之间没有明显的扩散。玻璃料的加入不仅有助于复合材料的致密化，而且有助于Ni颗粒在陶瓷基质中的均匀分布，更为重要的是可以改变Ni．(Ba，Sr)Ti03相界面上的电荷传输，从而改善了复合材料的电性能。当玻璃料加入量为0．5wt％，AST加入量为0．1

5、wt％时，Ni．(Ba，Sr)Ti03相界面上的液相层厚度适中，既可以避免金属一陶瓷界面上隧道效应对PTC效应的消弱，又不足以因为液相层过厚导致晶界电阻过大，复合材料获得了较佳的电性能。与AST相比，玻璃料更有利于制备高性能的Ni／(Ba，Sr)Ti03复合PTC材料。仅加入0．6wt％玻璃料，Ni／(Ba，Sr)Ti03复合材料13200C保温20min烧结后获得了最佳的电性能p25=2．5Q·cm，pmax／p25=103一，a=9．0％／0C)。计算Y(Ba，Sr)Ti03陶瓷中的有效施主浓度，肯定了Ni．

6、(Ba，Sr)Ti03界面上通过隧道效应实现欧姆接触的可行性。对制各高性能Ni／BaTi03复合PTC材料提出了改进措施，并提出了理想的显微结构模型。关键词：(Ba，Sr)Ti03；Ni；复合PTC材料；玻璃料；微观结构；电性能；相界面ABSTRACTInordertOfabricatethematerialwithbothlowroom—temperatureresistivityandconsiderablePTCeffect,(Ba，Sr)Ti03ceramicsandNi／(Ba，Sr)Ti03compo

7、sitewereinvestigated．ESEM，OG,TEM，EDX，SAD，XRD，XPSaswellasDSC—TGwereemployedtoinvestigatethesamples．Resistivity—temperaturecharacteristicsandwithstandingvoltagestrengthofthesampleswereobtained。ThepropertiesandtheinfiuentialfactorsofNi／(Ba，Sr)Ti03PTCcompositewer

8、ediscussed．Fourapproaches，namely,increasingMn02amount，introducingBN，addingZn．V．BglassandusinganotherTi02powderastherawmaterial，wereusedtoimprovethePTCeffectof(Ba，Sr)Ti03ceramics．Theyallpl