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施主掺杂BT_BNT陶瓷的制备及其PTC性能研究
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含铋无铅钛酸钡基PTC陶瓷材料的探讨导读：本论文是一篇关于含铋无铅钛酸钡基PTC陶瓷材料的探讨的优秀论文范文论文片段：T&系统PTC&陶瓷28-313.3.1&实验283.3.2&结果与讨论28-313.4&还原-再氧化法制备BT-BNT&系统PTC&陶瓷31-383.4.1&实验31-323.4.2&结果与讨论32-383.5&小结38-394&BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3&系统PTC&39-564.1&Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3&粉体的合成39-404.2&传1&2&下一页
摘要：人们对环境保护的,在电子陶瓷领域中,迫切发展具有高居里温度、低室温电阻率和高升阻比的无铅正温度系数(PTC)电阻陶瓷。为了替代对环境和人体有害的含铅PTC陶瓷,对三种BaTiO_3基陶瓷系统了PTC性能的研究,以寻求一种新型无铅PTC陶瓷的配方组成及制备工艺。该论文固相法对BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3、BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3与BaTiO_3-Bi_(0.5)Li_(0.5)TiO_3系统陶瓷在空气气氛下烧结制备,同时还研究了用还原-再氧化法制备BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3、BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3系统陶瓷。还原气氛下烧结可以使陶瓷试样较低的室温电阻率,经过再氧化处理后,陶瓷晶界势垒重新形成,进而PTC效应。对制备试样XRD、SEM及阻温特性测试分析,研究配方组成和制备工艺对陶瓷性能的影响。在空气中烧结BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3、BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3与BaTiO_3-Bi_(0.5)Li_(0.5)TiO_3这三种系统陶瓷后发现:当掺杂物Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3、Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3或Bi_(0.5)Li_(0.5)TiO_3的含量不超过2mol%,陶瓷试样能较低室温电阻率(ρRT ~103cm)和较好的PTC效应(ρmax/ρmin10~3);但是,当含量超过2mol%后,陶瓷试样在空气气氛下烧结后室温电阻率会达到106cm以上,不能使用要求,即使同时掺杂施主元素Nb后,陶瓷试样仍然难于良好半导化。这BNT、BKT或BLT掺杂量对陶瓷试样的室温电阻率影响很大;因为BNT、BKT与BLT有细化陶瓷晶粒的作用,它们掺杂量的增加陶瓷晶粒会变小;BNT、BKT和BLT中含有Na~+、K~+等半径较小的低价阳离子,这些离子在陶瓷高温烧结时会向晶界移动,陶瓷冷却后它们会集聚在陶瓷晶界上,形成富Na~+或富K~+的绝缘层,这会降低陶瓷中载流子的迁移速率,使陶瓷电阻增大。在BaTiO_3中引入BNT、BKT和BLT能使陶瓷系统的居里温度向高温方向移动。当加入不超过2mol%的BNT、BKT或BLT后,陶瓷系统的居里温度从未引入时的~120℃上升到~150℃;BNT、BKT和BLT在较低掺杂浓度时能地提高居里点,居里点移动效率达到了~15℃/mol%。但是,当引入较高含量的BNT或BKT后,居里点向高温方向移动的增强,此时BNT或BKT对居里点的移动效率降低,只有~3℃/mol%。对BaTiO_3晶格参数变化分析,发现掺杂BNT、BKT或BLT能使BaTiO_3的a轴和c轴长度发生变化,通常a轴长会掺杂含量的增大而变小,c轴长基本不变;c/a轴率掺杂量的增加而变大,BaTiO_3陶瓷四方相含量增加。当BaTiO_3陶瓷四方率增大后,BaTiO_3晶格中的Ti4~+离子会偏离原来位置;BaTiO_3由四方相向立方相发生转变时,在Ti4~+离子偏离的作用下,相转变在比原来更高的温度下发生;从而使居里点向高温方向移动。在空气气氛中难于使BT-BNT、BT-BKT陶瓷半导化,特还原-再氧化技术制备较高BNT或BKT含量的BaTiO_3陶瓷。BT-BNT与BT-BKT陶瓷先在纯氮气气氛下烧结后良好的导电性能,BaTiO_3陶瓷在还原气氛下烧结后会出现大量的氧空位;而氧空位是BaTiO_3陶瓷中良好的电子载流子,故可以低室温电阻率的BT-BNT和BT-BKT陶瓷。再氧化可以使晶界上的氧空位重新被氧原子补偿,形成晶界绝缘层和晶界势垒,PTC效应。改变再氧化工艺中的氧化温度和氧化时间,可以地控制陶瓷系统的室温电阻率与升阻比,不会使居里温度发生移动。对氮气气氛下烧结的0.9BT-0.1BKT陶瓷在1100℃2小时再氧化处理,可以居里温度在~170℃、室温电阻率小于10~3cm、升阻比大于103的性能良好的无铅高居里点BaTiO_3基PTC陶瓷。
关键词：正温度系数论文
钛酸钡论文
钛酸铋钠论文
钛酸铋钾论文
钛酸铋锂论文
还原-再氧化论文
摘要5-7ABSTRACT7-111 绪论11-201.1 钛酸钡基PTC 陶瓷的研究现状及发展趋势11-131.2 BaTiO_3 半导陶瓷PTC 效应机理13-171.2.1 BaTiO_3 晶体结构13-141.2.2 BaTiO_3 半导陶瓷PTC 效应理论解释14-171.3 氧吸附对PTC 效应的影响17-181.4 课题的18-191.5 主要研究内容和创新点19-201.5.1 主要研究内容191.5.2 创新点19-202 实验方案设计与研究路线20-262.1 实验原料202.2 实验设备20-212.3 实验方案设计21-222.4 实验研究路线22-242.5 表征与性能测试24-262.5.1 物相表征24-252.5.2 微观结构表征252.5.3 性能测试25-263 BaTiO_3-Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3 系统PTC 26-393.1 BaTiO_3 粉体的合成263.2 Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3 粉体的合成26-283.3 传统固相法制备BT-BNT 系统PTC 陶瓷28-313.3.1 实验283.3.2 结果与讨论28-313.4 还原-再氧化法制备BT-BNT 系统PTC 陶瓷31-383.4.1 实验31-323.4.2 结果与讨论32-383.5 小结38-394 BaTiO_3-Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3 系统PTC 39-564.1 Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3 粉体的合成39-404.2 传
0℃、室温电阻率小于10~3cm、升阻比大于103的性能良好的无铅高居里点BaTiO_3基PTC陶瓷。&&&&&&&&&&&&&&&&&&关键词：正温度系数论文&&&&钛酸钡论文&&&&钛酸铋钠论文&&&&钛酸铋钾论文&&&&钛酸铋锂论文&&&&还原-再氧化论文&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&摘要5-7ABSTRACT7-111&绪论11-201.1&钛酸钡基
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添加剂对BaTiO3基PTC陶瓷性能的影响
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