低膨胀导电陶瓷的制备与性能研究

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1、大连理工大学硬士学位论文摘要本文研究了新的低膨胀导电氧化物陶瓷系统，涉及Zr02(Ti02)．Ta205、Sb203(Ta205，Cr202)-Sn02、R203一Ti02．cr203系统。用烧结法制备出多种类型的低膨胀导电陶瓷。采用绝缘电阻仪、熟膨胀仪(TD)、x一射线衍射分析仪(XRD)、电子显微镜(SEM)等仪器对导电陶瓷的电导性、热膨胀性和晶体结构进行了研究；讨论了导电陶瓷的低膨胀机理和电导率与组成，结构的依存关系。结果表明：i、在Ta20，基导电陶瓷材料中，二元Zr02-Ta20s陶瓷表现出在较大组成

2、范围有低热膨胀性．在X(掺杂金属原子摩尔百分比)等于13—66．6％的范围，陶瓷的热膨胀系数为O．82．6．22xl酽K．I，热膨胀系数随掺杂金属原子百分比x的增加而增大；在x小于13％的范围，表现出负膨胀：在X=2．0—10％之间，热膨胀系数为．3．231xlar6K-1。．4．730xi0-7K-t．Ga203，Ta205陶瓷在低掺杂量时出现负膨胀，在X=4—10％时，熟膨胀系数为-1．43xlffTK"1---2．41x10-6K"1．二元Ti02-Ta205陶瓷在X=2-20％的范围，膨胀系数都小于2．

3、5xlO’6K．1，随着Ti02的掺杂百分比的增加，先增加后降低，趋于1．5x10Z'K"1．Zr02-Ta205陶瓷的电导率在低组分比的时候，随着ZrO：组分的增加，820℃的电导率逐渐升高，当X=16％时，电导率达到最大值0．385xlff3S／cm。当X≥16％时，随着掺杂比例的增加电导率逐渐降低，对应高于200—820℃的电导活化能为0．90eg。TiOz-Ta205陶瓷随着Ti02的百分比的增加，820℃的电导率先升高后降低，在X=2．0-20％的范围，电导率0．261-2．422x10-3S／cm，

4、当X=4．2％时达到最大值，对应高于200—820℃的电导活化能为0．77eV．2、在Sn02基导电陶瓷材料中，Sb203．Sn02系统陶瓷在X=0．5—3％，820℃的电导率为O．25—3．013x10-3S／cm，当X=I．70％，电导率有最大值3．013xlff3S／cm，对应于30—400℃的电导活化能为0．04eV，400—800℃的电导活化能为0．22eV．其膨胀系数在4．0—4．7x10-6K-1之间．Ta205．Sn02系统陶瓷在X=0．5—3％，820℃的电导率为0．44—9．42xi0"3S

5、／cm，当X=I．6％，电导率有最大值9．42x10"3S／cm；其膨胀系数在2．814．42x10r6K-1之间．Cr203．Sa02系统电导率随x先升高后降低，在x=15—83％盼范围，820℃的电导率为0．22-3．37×10-3S／cm，当X=55．6％时，有最高值3．37x10-3S／cm，随着Cr203量的增多电导率又呈下降趋势，其电导活化能为0．99eVt其膨胀系数在4．5南．7xl酽K’1范围．低膨胀导电陶瓷的剀备与性能研究3、Ti02-Cr203系统陶瓷的电导率很高，在X=5-95％的范围，8

6、20"0的电导率为1．1--62．7x10‘3S／cm，当X=29．41％时，有最高值62．7×10-3S／cm；其膨胀系数在5．8—8．5×10-‘K-1范围；4、多组分系统导电陶瓷R203-Ti02-Cr20b系统中以A12Ch、Y203、La203替代Ti02，替代量为20％，40％，60％和80％时，820℃的电导率为0．29-4．75×1ff3S／cm，膨胀系数为5．78_7．35x10r6K-I．Ta20s·Sb203．Sn02系统陶瓷以T8205和Sb203同比例掺杂sn02，掺杂量为0．5-2．

7、5％．820"C的电导率为0．34—1．78xl矿S／cm，膨胀系数为4．174．75×10-eK-1．Sb203／CuO-Cr203．Sn02系统陶瓷中，不同比例组成陶瓷820℃的电导率为0．06—4．17×10-3S／cm：膨胀系数为3．74“．29×10r6K．I．关键词：导电陶瓷；电导率；低膨胀；氯化物陶瓷大连理工大学硕士学位论文PreparationandperformanceresearchoflowexpansionconductiveceramicsAbstractAseriesofnewlow

8、expansionconductiveoxideceramics，incindingZr02(Ti02)-Ta203、Sb203(Ta205，Cr203)一Sn02、R202-Ti02-Cr203systemsarestudiedinthispaper．Theselowexpansionconductiveoxideceramicsaresynthes／zed¨s0Ⅱdsinterin