SrTiO3电容—压敏复合功能陶瓷变阻器介电特性的研究

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SrTiO3复合功能陶瓷是一种新型压敏半导体陶瓷,具有良好的介电性能,能够用来制作压敏电阻器以及边界层电容器,广泛应用于各个领域,在过电压保护方面尤为重要。实验采用一次配料的方法,即在称量好SrTiO3基粉体后,一次掺入各种改性掺杂剂,然后进行球磨。球磨方式为干磨,取代传统需要加入离子水等分散剂的湿磨。采用真空碳管炉营造的真空烧结环境取代传统的氢气加氮气的气氛烧结环境,实验过程较为安全。真空烧结后的样品再送入马沸炉进行二次烧结,最后上电极测试介电性能。选用Nb205作为施主掺杂,MnCO3和CaCO3作为受主掺杂,SiO2作为烧结助剂。采用真空还原烧结促进晶粒半导化的工艺对SrTiO3电容-压敏复合功能陶瓷变阻器的介电性能进行了研究。实验结果表明:双受主掺杂的样品与以CaCO3为单受主掺杂制备的样品相比非线性系数有所提高,SEM扫描显示样品晶粒更加致密。SiO2作为烧结助剂能有效降低烧结温度。实验制备的SrTiO3复合功能陶瓷整体性能良好,介电性能处于以下范围:非线性系数a的范围为4.1-12.3,介电常数ε的范围为2.1×104~8.5×104,压敏电压VlmA的范围为20~90V/mm,介电损耗tanδ的范围为0.24~0.94。
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