钛酸钡基低室温电阻率高居里点ptcr的研究

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1、摘要本实验采用传统工艺，以碳酸钡，钛酸锶，二氧化钛，碳酸钠，氧化铋等为原料，制备了无铅高居里点低室温电阻率复合陶瓷。(1)通过在(Ba,Sr)Ti03系统中加入不同含量的Na2C03和Bi203，室温电阻率可达到5∞．cm，升阻比104以上，Na2C03和Bi203的加入量很少，对性能却起到很大的改善，其中居里点的提高是关键，随着Na2C03和Bi203加入量的改变，试样的居里点较之原配方有了很大的提高，且表现为一定的规律，基本上是按照(Ba'Sr)"1303和Na2C03和Bi203二者的固溶理论来结合，并形成了钙钛矿结构，复合的结果是改变了原系统的轴率c

2、／a，由于(Nao5Bio5)Ti03的轴率远大于(Ba,Sr)Ti03的轴率，使得二者在复合以后形成(Ba092．。SroosNao5，Bio5x)币03后，在从四方铁电相向立方顺电相转变的过程困难，表现为居里点的提高，这和实验的目的是一致的。随着Na2C03和Bi203的加入量的增加，居里点提高到了1750C-225oC，但是当Na2C03和Bi203的含量超过一定量后对实验就没有了意义⋯系统绝缘化，所以选取适当的加入量进行下一步实验。(2)加入金属Ni，金属Ni性能稳定，主要是抗氧化性好，有利于与上述系统形成结合，降低系统的室温电阻率。随着金属的加入量

3、的改变，室温电阻率下降很快，当超过10％(嘶)时烧成瓷料就表现为导通，可见金属起到了很好导通的作用，增加了电子浓度和迁移率，使得电子从金属直接进入晶格，增加了导电的几率，综合效果表现为降低了室温电阻率。金属Ni较之其它的金属比如Ti金属更容易实现与基体的复合，尤其是在烧结后期不容易被氧化，采取适当的措施比如还原气氛，改变升温制度都能很好的保护金属Ni不被氧化或者尽量少的被氧化。金属Ni的加入较之前人的加入量最大值和性能最佳时的加入量都少5％左右，这主要是因为系统中的(Nao的影响，另外加入金属Ni后瓷料的居里点有所降低，这主要是烧结制度有了改变，烧结中的传质

4、过程相应的也有了改变。室温电阻率得到很大的降低，但付出的代价是升阻比急剧下降，由原来的10'降到150左右。(3)热处理阶段是选取第一步和第二步的最佳加入量进行的，因为由前人的经验，热处理很明显的升高室温电阻率，提高升阻比，热处理工艺很少受到加入物多少的控制，也就是具有普遍的规律。本实验中的加入量是，(Ba092-xSroe8Nao取Bi0,Sx)n03，x=0．8％，金属的加入量10％(、vt)。改变热处理温度和保温时间，实验发现，随着热处理温度的提高室温电阻率升高，但改变较小，升阻比提高，但是对居里点影响很小，基本维持在1750c左右，金属在热处理中不可

5、避免地要被氧化，晶界也得到氧化，氧大量扩散进入晶界，提高了瓷料的PTC性能。在热处理中为了避免金属的氧化，采用的措施是分部升温，即在低温阶段慢升温，高温阶段快升温，并尽量减少保温时间，实验发现只要控制好升温制度，可很好的保护金属提高PTC性能。(4)实验中采取了一些措施来提高性能，其中效果比较好的除了用还原气氛烧结外，AST’Ti02，Bi203的加入量都是稍稍过量，并作了精确的控制，制造了完全和部分还原气氛。防止挥发，控制A位和B位的取代，提高半导化的性能，并得到了很好的效果。实验中的呆测瓷片都经过了超声波的清洗。关键词：(Nao．5Bio5)Ti03，居

6、里点，烧结制度，半导化，热处理AbstractLowroomtemperatureresistanceandhigllTcP1℃RceramicsispreparedwithrawmaterialsofBaC03，S疋03,Na2C03，啊02andBi203usingtraditionalsolidsynthesisprocessing．msamplesofflee．1eadwithhi曲Tcandlowloomtemperaturec锄bemade(1)DifferentcontemofNa2C03andBi203isaddedtothesystemof

7、(Ba,Sr)Ti03．fromtheexperimentsunder也edifferentconditionsexcellentsamplescanbemadewithroomtemperatureresistancerate50Q．cmandincreasingresistanceratemore10’．FromtheexperimenttllepropertyCallbechangedlargelyonlywithabhofNa2C03andBi203．ThekeyistoimprovetheTc．Intheexperimentthe"reisimpr

8、ovedwithagoodrulebecauseth