微波燒結TiO2壓敏電阻材料的研究.pdf

1、TiO2基壓敏材料具有壓敏電壓低、非線性系數(shù)高、介電常數(shù)高、制備工藝簡單、成本低等優(yōu)點，廣泛應用于計算機、微電機等的集成電路中，起到過壓保護、消噪、抗浪涌等作用，具有巨大的市場潛力。然而對于低壓集成電路而言，該材料的壓敏電壓偏高，非線性系數(shù)偏低，介電損耗較大，難以滿足其不斷發(fā)展的要求。微波燒結加熱速度快、燒結時間短、安全節(jié)能，還可以改善材料的組織結構。將微波燒結用于TiO2基壓敏電阻的制備，有望提高該材料的綜合性能。
　　本研究采

2、用傳統(tǒng)燒結和微波燒結兩種方法，制備了添加不同摻雜物的TiO2基壓敏材料。采用阿基米德法測量了樣品的相對密度，用壓敏電阻直流參數(shù)儀測量了樣品的壓敏性能，用自動元件分析儀測量了樣品的介電性能，研究了燒結溫度、燒結方式、摻雜物對TiO2基壓敏材料性能的影響。同時，還借助掃描電子顯微鏡觀察了樣品的微觀形貌。
　　實驗發(fā)現(xiàn):與傳統(tǒng)燒結相比，微波燒結降低材料的燒結溫度150～200℃，將燒結時間縮短為原來的1/6。同時，微波燒結壓敏電阻的致密

3、度提高，壓敏電壓降低，介電常數(shù)提高，綜合性能得到改善。
　　Sr2+的摻雜有利于晶界勢壘的形成。與1400℃下保溫120min傳統(tǒng)燒結樣品相比，SrCO3摻雜量為1.5mol％的樣品在1250℃下保溫20min微波燒結，壓敏電壓從201.87V/cm降低到35.64V/cm，相對介電常數(shù)從27245.23升高到97240.34。
　　Ta5+的摻雜有利于晶粒的半導化，降低晶粒電阻。與1400℃下保溫120min傳統(tǒng)燒結樣品相

4、比，Ta2O5摻雜量為0.15mol％的樣品在1200℃下保溫20min微波燒結，V1mA從234.29V/cm降低到154.49V/cm，εr從26900.44升高到40714.5。
　　同時，微波燒結有利于摻雜物在樣品中的均勻擴散。Ta2O5摻雜量為0.15mol％時，在傳統(tǒng)燒結1400℃下保溫120min的樣品具有較好的性能;而在1250℃保溫20min的微波燒結中，Ta2O5的摻雜量可提高到0.25mol％，此時V1mA從