高居里溫度無鉛PTCR材料的研究.pdf

1、本文分別采用固相反應法和溶膠-凝膠法制備無鉛BaTiO3(BT)系正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTCR)。所有樣品均在空氣氣氛下燒結(jié),隨著(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)含量的增加,居里溫度升高,但室溫電阻率也快速增大。
　　在固相反應法中,當BNT的含量大于1mol％時,陶瓷樣品已不能在空氣氣氛下燒結(jié)半導化。在原料中額外添加適量的Nb2O5可以補償Bi2O3的揮發(fā)并中和剩余的受主Na+離子。當BNT含量為1mol%時,需要額外

2、添加的Nb2O5含量為0.6mg,此時樣品的室溫電阻率為6.3×103Ω·cm、居里溫度為135℃、升阻比大于3個數(shù)量級。但是其它的樣品(Nb2O5含量大于或小于0.6mg)均為介電材料。當BNT的含量為1.5mol%時,通過補償 Nb2O5已不能實現(xiàn)半導化。本文還研究了將石墨加入到原料中作為還原劑來實現(xiàn)樣品的半導化,但是隨著BNT含量的增加,需要的石墨含量也增加,同時樣品的氣孔率增大。
　　用溶膠-凝膠法制備PTCR材料時,可以

3、得到高純度、超細粒度、組分分散更均勻的陶瓷粉料,降低了燒結(jié)溫度,有效的減少了Bi2O3的揮發(fā),使得BNT=5mol%時試樣仍能半導化,樣品的室溫電阻率為4.46′106Ω·cm,居里溫度升高到148℃,升阻比大于2個數(shù)量級,但是當BNT>5mol%時已不能在空氣氣氛下燒結(jié)半導化。
　　本文還研究不同BNT含量對樣品的相組成、晶格常數(shù)、顯微結(jié)構(gòu)和PTC性能的影響,隨著BNT含量的增加,樣品均為單一的鈣鈦礦相,但晶格常數(shù)降低、晶粒尺寸