鈦酸鍶基多功能壓敏陶瓷性能及微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、鈦酸鍶系電容—壓敏雙功能陶瓷是一種重要壓敏材料，有壓敏電壓低、非線(xiàn)性系數(shù)高、介電常數(shù)高、介電損耗低等優(yōu)點(diǎn)，是集高頻噪聲、猝發(fā)脈沖、浪涌吸收和自復(fù)位功能于一體的復(fù)合功能陶瓷。SrTiO3壓敏電阻廣泛用于低壓領(lǐng)域作為過(guò)壓保護(hù)和浪涌吸收元件，如用于微直流電機(jī)及電源輸入端抑制噪聲、保護(hù)感性負(fù)載或可控硅開(kāi)關(guān)、作旁路電容器等。本文從SrTiO3壓敏陶瓷的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀出發(fā)，綜述了其目前的市場(chǎng)前景和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)其制備工藝、配方、性能及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行

2、了初步探索，并進(jìn)一步研究了表面層對(duì)SrTiO3壓敏陶瓷電性能的影響，得到了一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本實(shí)驗(yàn)主要采用氮?dú)夂褪圃爝€原性氣氛，用一次燒成法制備SrTiO3壓敏陶瓷。為與之作對(duì)比也兼用非氣氛石墨還原工藝制備。實(shí)驗(yàn)表明后一種工藝制得的樣品性能波動(dòng)較大，但最佳性能優(yōu)于前者，平均晶粒電阻率低于前者。 在(N2+C)還原氣氛下，以La2O3作單施主摻雜時(shí)，加入0.6mol％La2O3的樣品有最低晶粒電阻率ρg(8Ω·cm)

3、。加入量為1.5mol％時(shí)有較優(yōu)綜合電性能：V1mA=6.35V，α=7.8，εr=5.57×104，tanδ=0.209。以Nb2O5和La2O3作雙施主摻雜能同時(shí)提高二者的固溶度，0.3mol％Nb2O5+0.3mol％La2O3的配方有較優(yōu)性能：V1mA=8.64V，α=7.6，εr=3.1×104，tanδ=0.062。 相較MnCO3，CuO作受主可降低V1mA、提高εr，但α也下降；同時(shí)以CuO和MnCO3作受主未必

4、能優(yōu)化性能，波譜分析可提供一定性解釋。掃描電鏡觀察表明燒結(jié)溫度提高可促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大和均勻化，并形成較完善晶界層。波譜、能譜分析表明燒結(jié)助劑主要存在于多角晶界處。 本樣品的馳豫頻率小于100Hz，εr值在104Hz下仍可達(dá)104量級(jí)。 SrTiO3壓敏陶瓷存在表面氧化層，厚約60μm。隨表面層逐漸被去除，V1mA、α下降，εr、tanδ上升，材料內(nèi)部為晶界及其勢(shì)壘形成尚不完善的區(qū)域。能譜分析表明氧由表至里有濃度梯度。氧化熱處