软化学法制备srtiolt3gt基双功能低压压敏陶瓷

《软化学法制备srtiolt3gt基双功能低压压敏陶瓷》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、摘要钛酸锶压敏陶瓷是一种具有压敏性和电容性双功能的材料，它具有的低电压、高电容、有效抑制杂波和吸收陡脉冲等特性，在向小型化和集成化电子元件发展的当今倍受重视。本论文采用软化学工艺，从两个研究途径着手，对钛酸锶压敏陶瓷的材料制备过程和实现低压压敏性能进行了讨论，并对其过程机制进行了分析。首先，采用软化学溶胶．凝胶法制备SrTi03基薄膜。以Ti(C4H90)4和SrfN03)2为原料，以柠檬酸为络合剂，La(N03)3和MnfN03h分别作为施主和受主掺杂剂，乙二醇为交联剂，并加入N-N一二甲基甲酰胺干燥剂，配置成浓度合适的前驱体溶液，在Pt／Si基片

2、上经过浸渍一提拉、干燥、预处理和烧结等过程制备了高质量纳米晶SrTi03薄膜。实验中发现预烧基片、干燥剂、烧结温度和前驱体烧结温度等是制备致密薄膜关键的影响因素。以TG．DTA分析讨论了前驱体在烧结过程中的变化，用SEM和AFM表征了薄膜的表面形貌。制备的SrTi03薄膜，其厚度约为600nm，平均晶粒尺寸约为50nm，表面粗糙度为9．6nm，晶粒尺寸分布均匀，具有较低的压敏电压VlmA≈0．6V，非线性系数q≈2．0。第二，采用软化学溶胶．凝胶法制备纳米SrTi03粉体，并通过压制和烧结形成压敏．电容双功能的块体陶瓷。在SrfN03)2．Ti(C4

3、H90)4．H20．C2H50H体系中，添力I]La(N03)3·6H20、Mn(N03)2以及Si(OC2H5)4分别作为施主、受主掺杂剂和助烧剂，合成纳米SrTi03主晶相粉体。DSC-TG和XRD分析的结果表明，在900"C左右时，反应基本生成粒径约为30nm的立方相SrTi03粉体。在制备纳米SrTi03粉体基础上，采用一次烧成工艺制备SrTi03基双功能陶瓷，得到压敏电压VlmA约为95．7V／mm，非线性系数a约为3．5，介电常数￡约为1．4×104，介电损耗tg6约为20．75％。并通过实验详细地分析了纳米和常规粉体制备的样品结构和性能

4、差异，从理论上加以解释。最后采用纳米和常规粉体进行混合得到优异性能，其性能达到压敏电压VImA约为14．9V／mm，非线性系数a约为6．1，介电常数￡约为4．8x104，介电损耗tg6约为33．30％。以上通过绿色软化学工艺，制备出了低压的钛酸锶压敏陶瓷材料，此研究为该材料的产业化应用奠定了理论与实验基础。关键词：SrTi03；溶胶．凝胶法；压敏陶瓷；薄膜；纳米技术；制备ABSTRACTSrTi03ceramicvaristorisakindofmaterialwithdoublefunctions．Itcallbeusedascapacitoran

5、dvaristor．Ithaslowsensing—voltage，bigdielectricconstantandrestrainingthewavewhichvoltageislowerthanthestandard．Itsgoodpropertieshavebeenutilizedwidely．Thestudydescribedinthisthesisconsistsoftwoparts：thepreparationofSrTi03-basedthinfilmsandbull【ceramicsbysoftchemicalmethodThepre

6、parationprocessandthevaristorcharacteristicsanddielectricpropertiesofmatetialsofthetwosectionswererespectivelyinvestigatedinordertoachievethelowvoltagecharacteristicinthispaper．First，SrTi03thinfilmswerepreparedbysol-gelmethodusingTi(C4H90)4，Sr(N03)2aslawmaterials，citricacid(CA)

7、aschelatingagent，ethyleneglycol(EG)ascross·linkingagent,dimethylformamide(DFM)asdryingagent，andLa(N03)3。6H20andMn(N03)2addedrespectivelyasdonorandacceptordopants．TheconcentrationoftheprecursorWas0．2mol／L．SrTi03thinfilmswithperovskitestructurenano-erystallinegrainswerefabricated

8、afterthedip-coating，drying，pre-heatingandsintering．Hea