本文關(guān)鍵詞：低阻過流保護(hù)用PTC材料的研究

  更多相關(guān)文章： PTC材料 鈦酸鋇 低室溫電阻率

【摘要】：BaTiO_3基PTC熱敏陶瓷以其獨(dú)特的電阻溫度特性和伏安特性使其具備優(yōu)良的過電流保護(hù)功能,PTC熱敏元件作為過流保護(hù)元件已廣泛應(yīng)用于家用電器、汽車電子、移動(dòng)通訊、航天航空等領(lǐng)域。本工作的目的是研制具有較低室溫電阻率、較高電阻溫度系數(shù)和較高耐電壓強(qiáng)度的過流保護(hù)用PTC熱敏陶瓷材料。本文采用固相反應(yīng)法制備BaTiO_3基熱敏陶瓷,研究了施主摻雜、受主摻雜、Ba/Ti比及Al_2O_3對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響。通過調(diào)整配方,制備出室溫電阻率為27.61Ω?cm,升阻比為5.05,耐電壓強(qiáng)度為370.7V/mm的低阻高性能過流保護(hù)用PTC熱敏陶瓷材料。本文首先研究了Y_2O_3、Sm_2O_3施主摻雜量對(duì)Ba TiO_3基陶瓷性能的影響,研究結(jié)果顯示,當(dāng)摻雜量在0.5~1.0mol%范圍,Y_2O_3和Sm_2O_3摻雜具有類似效果:隨著摻雜量的增加,樣品的晶粒平均粒徑減小,晶粒大小趨于均勻,室溫電阻率呈現(xiàn)U型變化趨勢(shì),即先減小后增大,其中Y_2O_3具有較寬的低電阻率摻雜范圍(0.6~0.8mol%),而Sm_2O_3的低電阻率摻雜范圍較窄。在確定較佳施主摻雜量的基礎(chǔ)上,研究了受主摻雜劑Mn(NO_3)2的摻雜量對(duì)材料電性能的影響。當(dāng)摻雜量在0.02~0.06mol%范圍,隨著Mn(NO_3)2摻雜量的增加,樣品的晶粒平均粒徑增大,室溫電阻率、電阻溫度系數(shù)和耐電壓強(qiáng)度都隨之提高,但當(dāng)Mn(NO_3)2摻雜量大于0.05mol%時(shí),樣品的室溫電阻率急劇升高。本文同時(shí)研究了Ba/Ti比對(duì)BaTiO_3基陶瓷性能的影響,研究結(jié)果顯示,當(dāng)TiO2過量0.2~0.6mol%時(shí),隨著TiO2含量的增加,樣品的晶粒平均粒徑減小,晶粒大小趨于均勻,室溫電阻率、電阻溫度系數(shù)均隨之提高。本文還研究了Al_2O_3對(duì)材料電性能的影響,研究結(jié)果顯示,少量摻雜Al_2O_3可使樣品的晶粒平均粒徑增大,室溫電阻率降低。但過量添加會(huì)使樣品的電阻溫度系數(shù)和耐電壓強(qiáng)度也降低。
【關(guān)鍵詞】：PTC材料 鈦酸鋇 低室溫電阻率
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 PTC材料簡(jiǎn)介11
• 1.2 PTC材料的分類11-12
• 1.3 鈦酸鋇基PTC熱敏陶瓷材料的理論模型12-13
• 1.4 摻雜對(duì)鈦酸鋇基PTC熱敏電阻的影響13-18
• 1.4.1 移峰劑對(duì)鈦酸鋇基PTC熱敏電阻的影響14
• 1.4.2 施主摻雜對(duì)鈦酸鋇基PTC熱敏電阻的影響14-16
• 1.4.3 受主摻雜對(duì)鈦酸鋇基PTC熱敏電阻的影響16-17
• 1.4.4 其他摻雜物對(duì)鈦酸鋇基PTC熱敏電阻的影響17-18
• 1.5 燒結(jié)工藝對(duì)PTC熱敏電阻的影響18-19
• 1.6 氣氛熱處理對(duì)PTC熱敏電阻的影響19-21
• 1.7 本文的研究背景和內(nèi)容21-23
• 第二章 BaTiO_3基PTC熱敏陶瓷的制備過程和測(cè)試方法23-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及原材料23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)樣品的制備過程24-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)樣品的測(cè)試與表征26-28
• 2.3.1 電性能參數(shù)測(cè)試26-27
• 2.3.2 樣品微觀形貌分析27
• 2.3.3 復(fù)阻抗譜分析27-28
• 第三章 BaTiO_3基PTC熱敏陶瓷材料的施主摻雜研究28-48
• 3.1 前言28
• 3.2 Y摻雜對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響28-38
• 3.2.1 Y摻雜對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)的影響28-30
• 3.2.2 Y摻雜樣品的電阻溫度特性30-32
• 3.2.3 Y摻雜對(duì)樣品電性能的影響32-34
• 3.2.4 Y摻雜樣品的復(fù)阻抗譜分析34-38
• 3.3 Sm摻雜對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響38-47
• 3.3.1 Sm摻雜對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)的影響38-40
• 3.3.2 Sm摻雜樣品的電阻溫度特性40-41
• 3.3.3 Sm摻雜對(duì)樣品電性能的影響41-44
• 3.3.4 Sm摻雜樣品的復(fù)阻抗譜分析44-47
• 3.4 本章總結(jié)47-48
• 第四章 BaTiO_3基PTC熱敏陶瓷材料的受主摻雜研究48-58
• 4.1 前言48
• 4.2 Mn摻雜對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響48-57
• 4.2.1 Mn摻雜對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)的影響48-50
• 4.2.2 Mn摻雜樣品的電阻溫度特性50-52
• 4.2.3 Mn摻雜對(duì)樣品電性能的影響52-54
• 4.2.4 Mn摻雜樣品的復(fù)阻抗分析54-57
• 4.3 本章總結(jié)57-58
• 第五章 Ba/Ti比對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響58-67
• 5.1 前言58
• 5.2 Ba/Ti比對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響58-66
• 5.2.1 不同Ti含量樣品的微觀結(jié)構(gòu)59-60
• 5.2.2 不同Ti含量樣品的電阻溫度特性60-62
• 5.2.3 Ti含量對(duì)樣品電性能的影響62-63
• 5.2.4 不同Ti含量樣品的復(fù)阻抗分析63-66
• 5.3 本章總結(jié)66-67
• 第六章 Al_2O_3對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響67-80
• 6.1 前言67-68
• 6.2 Al_2O_3對(duì)BaTiO_3基PTC熱敏電阻性能的影響68-78
• 6.2.1 Al_2O_3對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)的影響68-69
• 6.2.2 不同Al_2O_3含量樣品的電阻溫度特性69-72
• 6.2.3 Al_2O_3對(duì)樣品電性能的影響72-74
• 6.2.4 不同Al_2O_3含量樣品的復(fù)阻抗分析74-78
• 6.3 本章總結(jié)78-80
• 全文總結(jié)80-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許小紅,宋波,毛裕文;氧化鋯—碳化硅復(fù)合材料室溫電阻率與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J];耐火材料;1997年05期

2 鄭占申;曲遠(yuǎn)方;李曉雷;羅國(guó)政;;Ni、Mn加入量及工藝對(duì)PTCR復(fù)合材料的性能影響[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2006年05期

3 謝崇偉，，李德修，陳麗麗;KNbO_3陶瓷的半導(dǎo)化及PTC效應(yīng)[J];云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1995年04期

4 李成章;羅國(guó)強(qiáng);李其仲;沈強(qiáng);張聯(lián)盟;;摻雜Sb_2O_3的SnO_2基陶瓷的SPS制備及性能研究[J];廣東化工;2011年02期

5 孟建,任玉芳,潘亞楠;Ca、Sr摻雜的La_2NiO_4的電學(xué)性質(zhì)[J];應(yīng)用化學(xué);1993年03期

6 易回陽;王冬明;張小菊;;正交設(shè)計(jì)確定模壓條件對(duì)HDPE/CB復(fù)合材料室溫電阻率的影響[J];湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

7 李友芬,黃芝英,孫根生,武世民,顧學(xué)范;La2O3基導(dǎo)電陶瓷室溫電阻率的測(cè)試與研究[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);1996年03期

8 劉芳;曲遠(yuǎn)方;;含Ni量對(duì)Ni/BaTiO_3基復(fù)合PTC材料的影響[J];壓電與聲光;2007年04期

9 蒲永平;吳海東;韋繼鋒;;Nb_2O_5摻雜方式對(duì)BaTiO_3基無鉛PTCR陶瓷性能的影響[J];中國(guó)陶瓷;2011年06期

10 李麗敏;牛宏凱;李昕;;金屬矩形桿室溫電阻率測(cè)量不確定度的評(píng)定[J];物理測(cè)試;2011年S1期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 曲遠(yuǎn)方;杜娟;馬衛(wèi)兵;;石墨/Ni/BaTiO_3基復(fù)合PTC材料[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

2 周斌;徐國(guó)躍;李之琦;周耀譽(yù);;YCl_3取代Y_2O_3降低BaTiO_3基PTCR陶瓷電阻率機(jī)理研究[A];第五屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅲ[C];2004年

3 曲遠(yuǎn)方;楊光;馬衛(wèi)兵;杜娟;王華濤;;石墨/酚醛樹脂/BaTiO_3基PTCR復(fù)合材料的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

4 曲遠(yuǎn)方;楊光;馬衛(wèi)兵;杜娟;王華濤;;石墨/酚醛樹脂/BaTiO_3基PTCR復(fù)合材料的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

5 李麗敏;牛宏凱;李昕;;金屬矩形桿室溫電阻率測(cè)量不確定度的評(píng)定[A];全國(guó)冶金物理測(cè)試信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年學(xué)術(shù)論文集[C];2011年

6 易回陽;肖建中;王冬明;張小菊;;HDPE-EVA／CB復(fù)合材料阻-溫特性的研究[A];2006年全國(guó)功能材料學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2006年

7 李濤;常方高;葛永霞;李喜貴;;Ho摻雜BaTiO_3陶瓷的制備及其正電子湮沒研究[A];第九屆全國(guó)正電子譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2005年

8 曲遠(yuǎn)方;王華濤;馬衛(wèi)兵;杜娟;楊光;;低溫?zé)Y(jié)Ni/BaTiO_3基復(fù)合PTC材料的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

9 張廷玖;李旭瓊;;BABi_2Nb_2O_9摻雜對(duì)BaTiO_3基PTCR材料組織和性能的影響(英文)[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2007年

10 汪偉;沈春英;丘泰;;BaTiO_3基PTCR陶瓷的改性研究[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 鄭占申;BaTiO_3基粉體制備及Ni、Mn復(fù)合PTCR材料的研究[D];天津大學(xué);2005年

2 程緒信;BaTiO_3基多層片式熱敏陶瓷材料研究[D];華中科技大學(xué);2012年

3 霍偉榮;BaTiO_3基復(fù)合PTC材料的研究[D];天津大學(xué);2007年

4 馬衛(wèi)兵;鉛酸鋇對(duì)BaTiO_3基PTCR陶瓷低阻化的影響[D];天津大學(xué);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 喬宇;成分和熱處理工藝對(duì)NTC熱敏電阻元件性能影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 李建偉;Mn-Mg-Cu基NTCR通流老化性能及B值的研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 謝暢華;低阻過流保護(hù)用PTC材料的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

4 趙程程;固相法制備疊層片式PTCR的工藝研究[D];華中科技大學(xué);2012年

5 楊海波;無鉛BT-BKT陶瓷體系的初步研究[D];華中科技大學(xué);2012年

6 王利娟;低室溫電阻率、高性能鈦酸鋇基PTC功能陶瓷材料的研究[D];天津大學(xué);2008年

7 韓風(fēng)龍;鈦酸鋇基低室溫電阻率高居里點(diǎn)PTCR的研究[D];天津大學(xué);2005年

8 張連松;Ni/Al/BaTiO_3基復(fù)合PTC陶瓷材料的研究[D];天津大學(xué);2007年

9 孟憲偉;稀土改性CaMnO_3粉體的制備及其電性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 左海英;稀土改性ZnO導(dǎo)電陶瓷粉的制備[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：626531