tiolt2gt体系复合功能陶瓷的制备、结构与电学性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要豇02体系复合功能陶瓷是一种兼有压敏功能和介电性能的新型功能陶瓷材料，具有压敏电压低、非线性系数高、介电常数大等优点，在微小型电子设备与器件中有广泛的用途。本论文采用高温固相法制备了n02籽晶，研究了烧结温度、氧化物添加剂的种类与含量、籽晶含量等对面02体系陶瓷结构和电学性能影响，探讨了n02体系陶瓷的复合功能特性与晶体结构和显微结构之间的相关性。以NaCl为生长促进剂，采用高温固相法制备了Ti02籽晶，研究了Nacl含量和生长条件对籽晶结构和形态的影响。研究结果表明，适量的NaCl可以有效

2、地促进n02籽晶的生长，生长条件对Ti02籽晶的形态有重要影响。以30．O％的NaCI为生长促进剂，在生长温度为1200℃、保温时间为6h的生长条件下，可以制备出长度在151tm左右的n02籽晶。研究了烧结温度、氧化物添加剂种类与含量对Ti02体系陶瓷结构和电学性能的影响。研究结果表明，提高烧结温度可以明显增大陶瓷样品的平均晶粒粒径，但会造成Bi的挥发量增加，降低晶界势垒的高度。添加适量的BaO、Bi203和Si02可以改善面02体系陶瓷的电学性能，加入MnOz对于改善’n02体系陶瓷的电学性能未产生有益的作用。在14

3、00℃的烧结温度下，添加0．50％BaO、O．50％Bi203和0．90％S102可以制备出介电常数(1．8x104)、压敏电压(49V／mm)、非线性系数(4．2)等综合电学性能参数均较好的Ti02体系陶瓷材料。在上述Ti02体系陶瓷材料组成的基础上，研究了添加预制n02籽晶对面02体系陶瓷结构和电学性能的影响。研究结果表明，加入适量的预制Ti02籽晶可以显著优化m02体系陶瓷的显微结构，能够综合改善介电性能和压敏功能，在降低压敏电压和介电损耗的同时，提高非线性系数和介电常数。在1400"C的烧结温度下，添加25．O

4、％的籽晶，可以制备出压敏电压为19．5V／mm、介电常数为4．4×104、非线性系数为4．8和介电损耗为5％的’n02体系复合功能陶瓷样品。关键词：啊02体系复合功能陶瓷，1i02籽晶，添加剂体系，介电性能，压敏性能武汉理工大学硕士学位论文AbstractTi02basedmultifimctionceramicsafeakindofnovelfunctionalceramicsw{thdualfunctionsoflow-voltagevaristorandgain-boundarylayercapacitor．弛e

5、lOWbreakdownvoltage。llighnon-linearP_,oefficlentandlargedielectricconstant眦thematerialusefulinminiaturizedelectronicdevicesastransienthigh-voltageprotectorandsurgearrestor．Inthisresearch,atechniqueforproducingTi(hseedgrainswasdevelopedbyusingNaClasallaccelerator

6、forgraingrowthathightemperature．n峙influenceofsinteringtemperature,variousoxideadditivesandpre-preparedseed磬砸nsOnthestructureandmultifunctionofTi02basedceramicshasbeenexamined．羽豫relationbetweenthemulfifuncfionandbqfllctl强efeaturehasbeententativelyexplained．啊02see

7、d掣ail塔Werepreparedathi曲temperatureusingNaClasagraingrowthaccelerator．TheroleofNaClandgrowthconditionOnthephasepurityandmorphologyoftheseed幽hasbeeninvestigated．嚣wasfoundthataddingamoderateamountofNaClgreatlypromotedthegrowthof髓02g暖ns，andgramgrowthconditionhasarem

8、arkableimpactonthemorphologyoftheresultingseedgrains．Ithasbeenascertainedthattheseedgramswithalengthofabout15㈣canbeobtainedatagrowthtemperatureof1200℃whenadding30。O％N