论文部分内容阅读
为适应现代电子整机向小型化和多功能化方向发展的要求,将热敏陶瓷与压敏陶瓷采用叠层工艺复合成双功能器件,既可减小体积,也可以同时对电路起过压和过流保护作用。由于Ba TiO3基热敏陶瓷和ZnO基压敏陶瓷属于不同体系材料,在采用还原—再氧化工艺共烧时,保证两种材料烧结温度及烧结气氛的良好匹配是实现复合双功能器件的关键。因此研究Ba TiO3基热敏陶瓷的低温烧结特性及气氛烧结性能,对实现热/压敏共烧的复合双功能器件有着重要意义。BaTiO3陶瓷的烧结性能与初始BaTiO3粉体有重要关系,较小的初始粒径BaTiO3能够在较低温度生成细晶Ba TiO3陶瓷,保证多层片式PTCR元件在减小尺寸同时仍具有较强的PTC效应和较高的耐受电压。本论文采用纳米级的BaTiO3基水热粉体为起始原料,以La3+作为施主元素,研究了煅烧温度、施主掺杂量和不同还原烧结气氛对BaTiO3陶瓷烧结性能及PTCR性能的影响。在(800~1000oC)预烧温度内,随预烧温度的提高,Ba TiO3粉体的四方相逐渐增强,陶瓷室温电阻率先增大后减小,升阻比增大,烧结区间变宽,表明当预烧温度为1000oC时,BaTiO3陶瓷烧结性能及PTC性能最佳;考察了Ba/Ti比和La掺杂量(0.25-0.55mol%)对纳米级Ba TiO3基水热粉PTC性能的影响,表明添加BaCO3后钡过量导致材料PTC性能恶化,随着La含量增加,陶瓷室温电阻率单调减小但升阻比先增大后减小,La的掺杂量为0.35 mol%时,Ba TiO3陶瓷烧结性能及PTC性能最佳;最后研究了BaTiO3陶瓷分别在3%H2-97%N2、0.5%H2-99.5%N2和N2中的烧结性能及对PTC电性能影响,结果表明,Ba1.001La0.0035TiO3陶瓷样品,经1000oC预烧、在N2气氛中于1050oC低温烧结、再在空气中氧化后,表现出室温电阻率为69Ω?cm,升阻比为3.92的优良性能,满足热敏陶瓷的指标要求。