钛酸钡系ptc热敏陶瓷材料的制备与性能研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文钛酸钡系PTC热敏陶瓷材料的制备与性能研究摘要PTC热敏电阻器因其具有良好的阻温特性，在温度补偿、限流等方面有广泛的应用。钛酸钡系材料是目前最常用的PTC陶瓷材料之一。本文综述了钛酸钡系粉体制备的各种方法，认为液相法制备的粉体因具有纯度高、成分均匀、粒径小等特点而成为制备粉体的主要方法。其中溶胶一凝胶自燃合成法工艺简单、粉体自净化、易于规模化生产，是极具发展前景的制粉方法。为了控制陶瓷材料的居里温度，满足各种场合的应用，通常往钛酸钡材料中加入Sr和Pb元素，利用sr和Pb的移动效率，可计算出二者的添加含量，进行原料的配比，制备出不同居里温度

2、的钛酸钡系材料。本文通过实验得出，随着sr含量的增加，居里温度降低；随着Pb含量的增加，居里温度升高。而且同时加入sr和Pb元素，可得到一种v型复合特性材料，是一种既有PTC效应又有NqlC效应的(Sr,Pb)Ti03陶瓷材料，它的居里温度变化规律同钛酸钡系材料一样。本文选择加入施主元素La和Nb元素，获得PTC陶瓷材料的半导化。采用单施主掺杂和双施主两种实验方案来研究二者对陶瓷材料半导化的影响。由实验得出，随着施主元素含量的增加，陶瓷材料的电阻率降低。双施主掺杂的材料比单施主掺杂的半导化程度好。太原理工大学硕士研究生学位论文由于Nb元素具有抑制Pb挥发的作用，所以对于

3、主成分含有Pb的材料来说，加Nb要比不加Nb试样的居里温度高，且电阻率较低。玻璃相(鸽03、Si02)的加入可以降低烧结温度，促进半导化，改善PTC效应，并且玻璃相的加入方式，即液相加入和固相加入对陶瓷材料的电性能有很大的影响。本文通过两种加入方式的对比实验得出，液相法使得玻璃相更加均匀地包围着晶粒，抑制晶粒生长，细化晶粒，吸附晶粒内部有害杂质，在低温下就能烧结出电阻率较低的钛酸钡陶瓷粉体。此外，本文比较了烧结和粘结对陶瓷性能的影响。由实验得出，粘结制成的陶瓷试样不具有PTC效应，室温电阻率很高，而烧结能使陶瓷具有PTC效应，制得半导化陶瓷。关键词：PTC效应，居里温度

4、，施主掺杂，玻璃相，半导化太原理工大学硕士研究生学位论文STUDY0NPREPARATl0NANDPROPERTIESOFBaTi03PTCHEATSENSITIVECERAMICSABSTRACTPTCheatsensitiveresistorforitsgoodresistancetotemperatureandpressurehasthewideuseintemperaturecompensationandcurrentlimiting，etc．BaTi03ceramicsmaterialisoneofthemostmajormaterialsofPTC．BaTi

5、03ceramicsmaterialisoneofthemostcommonmaterialsofPTC．AllkindsofmethodsforpreparationofBaTi03isreviewedinthispaperandliquidroutes，whichcanofferanpowdershavinghi曲purity,homogeneouscomposition，smallparticlediameter,isconsideredtobethemajormethod．Sol—gelautoignitionSynthesisisoneoftheprospec

6、tiveroutesformanufacturingbariumtitanatepowdersbecauseitissimple，self-cleaningandeasytoundertakescaleproduction．InordertocontrollingCurietemperatureofceramicsformeetingdifferentapplications，SrandPbwasaddedintoBaTi03materialsandtheircontentswascalculatedbymeansofmotionefficiency．BaTi03mat

7、erialswerepreparatedinvariousCurietemperaturethroughehaginglittheratioofrawmaterials．Accordingtoexperiment，CurietemperaturedecreasesasSrincreasesanditincreaseswithPbincreases．WhenaddSrandPbsimutanously,aV-typePTC(Sr,Pb)Ti03materialthatisamaterialwithPTCeffectandNTCeffectC