新型钛酸锶多功能压敏陶瓷制备技术研究

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1、沈刚I：业大学硕士学位论文摘要钛酸锶系电容一压敏双功能陶瓷是一种重要压敏材料，有压敏电压低、非线性系数高、介电常数高、介电损耗低等优点，是集高频噪声、猝发脉冲、浪涌吸收和自复位功能于一体的复合功能陶瓷。SrTi03压敏电阻广泛用于低压领域作为过压保护和浪涌吸收元件，如用于微直流电机及电源输入端抑制噪声、保护感性负载或可控硅开关、作旁路电容器等。本实验主要研究了钛酸锶粉体的制备、掺杂、成型，以及烧成工艺，最终制成具有双功能性的钛酸锶压敏陶瓷材料。具体研究内容如下：(1)采用先进的水热合成法制备钛酸锶粉

2、体。以Sr(N03)2和Ti(OC4Hg)4为原料，NaOH为矿化剂，乙醇和去离子水为介质，在水热反应釜中，制得粒径在100nm左右的钛酸锶粉体。扫描电镜分析，合成的粉体颗粒大小均匀，有少量团聚。(2)粉体的掺杂。除采用传统的物理混合掺杂方法外，还初步探索性的在水热合成过程中直接进行施主和受主元素掺杂。经过x射线衍射分析，发现La3+、Cu2+均成功掺杂到合成钛酸锶粉体的晶相中。(3)粉体的成型研究。实验中采用先进的冷等静压成型方法，与干压制得坯体烧成后的致密度相比有明显提高，并在一定程度上降低了烧

3、结温度。(4)烧成研究。实验中采用一次烧成法制备钛酸锶压敏陶瓷，其工艺与传统的二次烧成法相比更容易控制。烧成过程中，还原性气氛通常由H2提供，这不仅增加了制备成本和工艺控制的难度，而且还存在制备过程中的安全性问题。本实验中，不通入氢气，而采用氩气和石墨结合，形成符合实验要求的还原性气氛。(5)实验中采用La203和Nb205双施主掺杂，制得SrTi03压敏材料的综合性能为：压敏电压18V，非线性系数d为4．6，相对介电常数e=2．7x104，介电损耗D=0．078。关键词：钛酸锶，压敏陶瓷，水热合成

4、，掺杂新型钛酸锶多功能压敏陶瓷制备技术研究ResearchonthepreparationmethodofSrTi03voltage—sensitiveceramicAbstractSrTi03一seriescapacitor-varistorceramics，akindofimportantvoltage-sensitiveceramicmaterialswithdoublefunctions，havelowbreakdownvoltage，excellentnonlinearcoefficien

5、t，highdielectricconstantandlowdielectricloss．Theybelongtomultifunctionalceramics(MFC)andhavecharacteristicsofhi【ghfrequencynoiseabsorption，burstpulseabsorption，surgeabsorptionandself-recovery．SrTi03varistorshavebeenwidelyusedastransienthigh。voltageprot

6、ectorandsurgearrestorinthefieldoflowvoltage．suchasrestrainingthenoiseofmicrodirect—currentmachineorsourceinput，protectingtheswitchofinductiveloadorsiliconcontrolledrectifiertranswitch，andby—passcapacitors．TheexperimentcontainsSrTi03power’Sproductionmet

7、hod，adulteration，formation，andtechnologyoffiremethod．Andtheconcretecontentconsistsoffollowingparts：(1)SynthesizingSrTi03powderinhydrothermally．Inthehighpressurerespondscontainer,Sr(N03)2andTi(OC4H9)4asrawmaterial，NaOHasmineralizer,ethanolandaquoionasme

8、dium，SrTi03powderwiththegrainsizeaboutlOOnmCanbesynthesized．SEMofsamplesindicatesthatthepowder’grainsizeiseven，butstillexistssomereunion．(2)Powder’Sadulteration．Exceptthetraditionphysicalmixtureadulteration，thehydrothermallysynthesizeme