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时间:2019-02-06
《钛酸钡基ptc陶瓷的微观结构及ptc机理研究》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、摘要随着科技的迅猛发展,现有PTC材料的性能越来越不能满足人们更为严格的要求。材料的微观结构决定材料的性能,所以对PTC材料微观结构和PTC机理的研究就成为PTC陶瓷材料发展的关键。目前,几乎没有资料对PTC陶瓷的微观结构进行较为详细的报道。本课题针对这方面的不足,将微观结构和机理的研究作为工作重点而丌展。首先采用柠檬酸盐溶胶一凝胶法制备性能优良的PTC粉体,然后以此为基础制备PTC陶瓷。利用XRD、SEM、TEM、EDS等分析测试手段,对PTC粉体和PTC陶瓷进行了较为全面的研究。粉体制各过程种,采用柠檬酸盐溶胶.凝胶法制备施主掺杂的钛酸钡粉体,对溶液的pH值、反应巾溶液的
2、含水量、热处理温度等因素进行了分析。结果表明,在溶胶形成阶段,适合溶胶形成的pH值区划在6.5~7.5,水量R([H20][Ba”])的范围在70~80,合适的热处理温度为600℃,热处理时间为2h。最终可以得到蜂窝状泡沫粉体,粉体极易分散且粒径均匀,一次颗粒粒径在30nto左右。瓷体制备过程中,Y、Mn掺杂量分别为O.7m01%和O.06m01%时,得到室温电阻率147Q-cm,升阻比达5个数量级的PTC陶瓷。发现随着施主掺杂量的增加,瓷体室温电阻呈u形变化:受主Mn可以大大提高了PTC材料的电阻突变性能。通过对施主掺杂量较高的陶瓷进行研究,发现陶瓷的半导化为热力学控制的过
3、程,而PTC效应的形成则属于动力学控制的过程。通过对烧成过程的控制,可以调整晶界势垒。刈PTC陶瓷进行微观结构的研究,发现最佳的晶粒尺寸在15~20um左右:Ca在晶体中非连续围溶,适量的Ca可使晶粒尺寸变小,均匀性提高;杂质元素容易在晶界上偏析。此外我们发现,掺杂物不同,陶瓷晶粒、电畴的形貌也不同,掺Y的样品电畴呈龟骨状,掺Sr的样品电畴呈正交网格状,具有J卜交网格状畴结构的陶瓷}_乜l阻起跳性好。通过能谱分析,发现陶瓷中的元素分布存在一定的规律,尤其晶界区的氧含量与品粒内部差别最大,可以说氧在晶界势垒中具有重要的作用。图【40l表【10】参【86]关键词:PTC;溶胶.凝
4、胶法;微观结构:氧吸附模型分类号:TQl74河北理工大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,thePTCmaterialsavailablenowadaysbacomen101.eandmoreunsatisfiedfortherigidrequiresofthepeople。Themicrostmctureofthematerialdeterminesitsperformance.SothestudyonmicrostruetureofPTCmaterialandPTCmechanismbe
5、comethekeytoceramicmaterialdevelopment.Atpresent,therearenotcomparativelydetailedreportscarriedontostudythemicrostructureofthePTCceramics.Thissubjectislaunchedforthedeficienciesofthisaspect,makethemicrostructureandmechanismthefocalpointofthework.Atfirst,thePTCpowderwaspreparedbycitratesol—g
6、elmethod,thenthePTCceramicswaspreparedonthisbase,duringtheseprocedurestheP’FCpowderandceramicswerestudiedoverallbymeansofXRD,SEM,。FEM,EDS,etc,Thecitrateso/一gelmethodWaSusedinthepreparationofdonordopedBaTi03powder,andthepHvalueinsolution;thewatercontent;heattreatmenttemperature,etc.wereanaly
7、sed.ResultindicatethatinthesolformstagethesuitablepHin6.5·7.5,therangeofwaterR([H20I[BaZ+])in70~80,thesuitableheattreatmenttemperatureis600"C,heattreatmenttimeis2h.Finallythepowderabtainedisinformsofcellularfoam,andcanbeseparatedeasilyintoevensize,thefir
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