固相法制備疊層片式PTCR的工藝研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,BaTiO3基PTCR元件開(kāi)始向著小型化發(fā)展。本文針對(duì)疊層片式PTCR陶瓷元件的小晶粒尺寸、低室溫電阻、高升阻比的要求,從材料配方、燒結(jié)和再氧化工藝以及材料的晶粒尺寸、密度與其電性能之間的關(guān)系三個(gè)方面對(duì)影響疊層片式BaTiO3基PTCR元件性能的各種因素進(jìn)行了研究。
　　本文采用固相法制備 BaTiO3粉體,并采用有機(jī)流延成型技術(shù)使材料成型。針對(duì)還原氣氛中燒結(jié)空氣中再氧化的燒結(jié)工藝,改變了傳統(tǒng) Ti過(guò)量的化學(xué)配

2、比。在確定較佳材料配方的情況下,重點(diǎn)研究了再氧化溫度對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)以及電性能的影響,并對(duì)密度與電性能之間的關(guān)系作了詳細(xì)闡述。最后在原配方基礎(chǔ)上改進(jìn),進(jìn)一步研究了(Ba+Y)/Ti比對(duì)材料晶粒尺寸的影響,對(duì)晶粒尺寸與電性能之間的關(guān)系也給出了相關(guān)分析。
　　研究發(fā)現(xiàn),還原氣氛中燒結(jié)后的BaTiO3基半導(dǎo)瓷,其電阻率隨著密度的升高逐漸降低,再氧化后瓷片的PTC效應(yīng)隨著密度的升高而降低。當(dāng)材料的相對(duì)密度在75～83％之間時(shí),其室溫電阻率

3、在60～120Ω·cm之間,PTC效應(yīng)為2.0～2.3個(gè)數(shù)量級(jí)。相同條件下處理的單對(duì)電極的PTCR元件,其電阻率在200Ω·cm以下,PTC效應(yīng)可以達(dá)到1.5個(gè)數(shù)量級(jí)。含有單對(duì)內(nèi)電極的元件,Ni電極的擴(kuò)散使得瓷片的電阻率有所升高,PTC效應(yīng)有所降低。密度越低,相比于不含內(nèi)電極的瓷片,器件的電阻率升高的越多,PTC效應(yīng)降低的越多。而材料的晶粒尺寸和室溫電阻率則隨著(Ba+Y)/Ti比的升高出現(xiàn)了規(guī)律性的變化。
　　最終,在還原氣氛中