燒結助劑添加對BaTiO 3 /K 0.5 Bi 0.5 TiO 3 陶瓷PTC性能的影響
發(fā)布時間:2021-06-12 22:47
BaTiO3基PTCR陶瓷主要應用于電子通訊和家用電器等方面。隨著電子產品向無鉛化和小型化發(fā)展,對PTC陶瓷性能的要求越來越高,低室溫電阻率,高升阻比和高居里溫度成為迫切需要解決的問題。本論文以BaTiO3/K0.5Bi0.5TiO3為基體,分別添加燒結助劑(CuO、Na2Ti6O13和SiO2),將陶瓷在還原氣氛(N2、Ar)中燒結,隨后于空氣中進行再氧化處理,研究了燒結助劑添加對BaTiO3/K0.5Bi0.5TiO3陶瓷物相組成、顯微結構和PTC性能的影響。為進一步提高居里溫度TC,在BaTiO3中添加更高濃度的K0.Bi0.5TiO3,將陶瓷在氫氣氣氛中燒結,隨后于具有不同氧分壓的氣氛中進行再氧化處理,研究了氫氣氣氛燒結對BaTiO3/K0.5Bi0.5TiO3陶瓷半導特性和不同氧分壓對其PTC性能的影響。本研究旨在尋求一種新型無鉛BaTiO3基PTCR陶瓷的配方組成和制備工藝。首先,本論文采用固相法制備CuO添加的Ba0.96(Bi0.5K0.5)0.04TiO3陶瓷,在氮氣氣氛中燒結。結果表明:當CuO添加量0.05%≤x≤0.20%時,陶瓷晶粒大小分布均勻,晶界清晰,具有...
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
BaTiOsPTC殉瓷示憊圈
3.3結果與討論??3.3.1銅離子存在價態(tài)的表征??為了研究陶瓷樣品中銅離子的存在價態(tài)情況,圖3-2為在氮氣氣氛下燒結的??B化96(Bi〇.5K〇.5)0.04Ti〇3-〇.02?%CuO陶瓷樣品的室溫拉曼光譜。依照群理論和査閱相關資??料可知,初基胞包括兩個分子單元,因此在中屯區(qū)域就會有12種振動模式,包括3種??聲模(AU+2BU),6種紅外激活模式(3AU+3BU)和3種拉曼激活模式(3Ag+3Bg),由??于存在這種位置的對稱性,因此只有氧原子對拉曼模式有貢獻,所WCu原子的這些振??動模式都是穩(wěn)定存在的心。從圖中可W看出,Ba〇.96(Bi〇.5K〇.5)o.〇4Ti〇3-0.02%CuO陶瓷??樣品顯示出一種或兩種拉曼激活光頻聲子(Ag+Bg)。在218cm-i處的峰為C化0的Ag??和Bg?(1)振動模式產生的,在286?cm-i處的峰為CuO的Ag振動模式產生的口7]。因此,??可充分證明在還原氣氛燒結過程中,Cu2+部分被還原成Cu+,共同存在于陶瓷中,形??成表面受主態(tài)
Fig.3-3?The?XRD?patterns?of?Ba〇.96(Bi〇.5K〇.5)〇.〇4Ti〇3-:cCuO(:c=0-0.80?%)?ceramics??3.3.3?Ba〇.96(Bi〇.5K〇.s)o.〇4Ti〇3-A:CuO?陶瓷顯微結構分析??圖3-4是不同CuO慘雜量的Ba〇.96(Bi〇.航).5)〇.〇4Ti〇3陶瓷樣品經(jīng)拋光熱腐蝕后的表面掃??描照片。從圖3-4中可W看出,當;c《0.20?%時,陶瓷樣品的晶粒尺寸分布均勻,晶界清??晰。晶粒尺寸小,晶界數(shù)量則增多,而PTC效應就屬于一種晶界效應,故晶粒細小,晶??界清晰的陶瓷樣品有良好的PTC效應,這也與阻溫測試的結果相一致。隨著CuO含量的??增加,晶粒尺寸有增大的趨勢。當JC=0時,陶瓷樣品的平均晶粒尺寸約為1.0^im,當??^=0.80%時,陶瓷樣品的平均晶粒尺寸増長到2.5^。左右。這主要是因為在燒制過程中??陶瓷內部產生了少量液相,而液相最先溶解在粉末顆粒的棱角處,使得晶粒之間的接觸??變的容易,同時,小晶粒依附和包裹在大晶粒表面,導致晶粒尺寸統(tǒng)一增加,平均晶粒??尺寸増大。并且
【參考文獻】:
期刊論文
[1]BaTiO3系PTC熱敏電阻材料的研究進展[J]. 方志遠,沈春英,丘泰. 電子元件與材料. 2010(10)
[2]Nb摻雜BaTiO%3-Bi0.5K0.5TiO3陶瓷系統(tǒng)PTCR性能的研究[J]. 韋繼鋒,蒲永平,毛玉琴. 人工晶體學報. 2010(S1)
[3]BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3無鉛PTCR陶瓷研究[J]. 韋繼鋒,蒲永平,王瑾菲,楊公安. 稀有金屬材料與工程. 2009(S2)
[4]La-Mn共摻雜的鈦酸鋇陶瓷還原再氧化研究[J]. 蒲永平,陳小龍,楊文虎,王瑾菲,吳海東. 人工晶體學報. 2009(04)
[5]液相添加劑對BaTiO3系無鉛PTC陶瓷燒結溫度的影響[J]. 王瑾菲,蒲永平,楊公安,楊文虎. 中國陶瓷. 2009(08)
[6]Nb2O5摻雜高溫無鉛(Ba,Bi,Na)TiO3基PTCR陶瓷結構與電性能研究[J]. 李燕燕,李國榮,王天寶,鄭嘹贏,冷森林,殷慶瑞. 無機材料學報. 2009(02)
[7]無機非金屬材料中的無鉛化研究進展[J]. 蒲永平,王瑾菲,楊文虎,楊公安. 材料導報. 2007(12)
[8]國內外壓電陶瓷的新進展及新應用[J]. 李曉娟,李全祿,謝妙霞,郝淑娟,楊貴考,周九茹,馬晴. 硅酸鹽通報. 2006(04)
[9]功能陶瓷材料及其應用研究進展[J]. 李龍土. 硅酸鹽通報. 2005(05)
[10]PTC陶瓷材料的發(fā)展及應用[J]. 周秀娟,劉心宇. 電工材料. 2005(03)
本文編號:3226438
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
BaTiOsPTC殉瓷示憊圈
3.3結果與討論??3.3.1銅離子存在價態(tài)的表征??為了研究陶瓷樣品中銅離子的存在價態(tài)情況,圖3-2為在氮氣氣氛下燒結的??B化96(Bi〇.5K〇.5)0.04Ti〇3-〇.02?%CuO陶瓷樣品的室溫拉曼光譜。依照群理論和査閱相關資??料可知,初基胞包括兩個分子單元,因此在中屯區(qū)域就會有12種振動模式,包括3種??聲模(AU+2BU),6種紅外激活模式(3AU+3BU)和3種拉曼激活模式(3Ag+3Bg),由??于存在這種位置的對稱性,因此只有氧原子對拉曼模式有貢獻,所WCu原子的這些振??動模式都是穩(wěn)定存在的心。從圖中可W看出,Ba〇.96(Bi〇.5K〇.5)o.〇4Ti〇3-0.02%CuO陶瓷??樣品顯示出一種或兩種拉曼激活光頻聲子(Ag+Bg)。在218cm-i處的峰為C化0的Ag??和Bg?(1)振動模式產生的,在286?cm-i處的峰為CuO的Ag振動模式產生的口7]。因此,??可充分證明在還原氣氛燒結過程中,Cu2+部分被還原成Cu+,共同存在于陶瓷中,形??成表面受主態(tài)
Fig.3-3?The?XRD?patterns?of?Ba〇.96(Bi〇.5K〇.5)〇.〇4Ti〇3-:cCuO(:c=0-0.80?%)?ceramics??3.3.3?Ba〇.96(Bi〇.5K〇.s)o.〇4Ti〇3-A:CuO?陶瓷顯微結構分析??圖3-4是不同CuO慘雜量的Ba〇.96(Bi〇.航).5)〇.〇4Ti〇3陶瓷樣品經(jīng)拋光熱腐蝕后的表面掃??描照片。從圖3-4中可W看出,當;c《0.20?%時,陶瓷樣品的晶粒尺寸分布均勻,晶界清??晰。晶粒尺寸小,晶界數(shù)量則增多,而PTC效應就屬于一種晶界效應,故晶粒細小,晶??界清晰的陶瓷樣品有良好的PTC效應,這也與阻溫測試的結果相一致。隨著CuO含量的??增加,晶粒尺寸有增大的趨勢。當JC=0時,陶瓷樣品的平均晶粒尺寸約為1.0^im,當??^=0.80%時,陶瓷樣品的平均晶粒尺寸増長到2.5^。左右。這主要是因為在燒制過程中??陶瓷內部產生了少量液相,而液相最先溶解在粉末顆粒的棱角處,使得晶粒之間的接觸??變的容易,同時,小晶粒依附和包裹在大晶粒表面,導致晶粒尺寸統(tǒng)一增加,平均晶粒??尺寸増大。并且
【參考文獻】:
期刊論文
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[3]BaTiO3-Na0.5Bi0.5TiO3無鉛PTCR陶瓷研究[J]. 韋繼鋒,蒲永平,王瑾菲,楊公安. 稀有金屬材料與工程. 2009(S2)
[4]La-Mn共摻雜的鈦酸鋇陶瓷還原再氧化研究[J]. 蒲永平,陳小龍,楊文虎,王瑾菲,吳海東. 人工晶體學報. 2009(04)
[5]液相添加劑對BaTiO3系無鉛PTC陶瓷燒結溫度的影響[J]. 王瑾菲,蒲永平,楊公安,楊文虎. 中國陶瓷. 2009(08)
[6]Nb2O5摻雜高溫無鉛(Ba,Bi,Na)TiO3基PTCR陶瓷結構與電性能研究[J]. 李燕燕,李國榮,王天寶,鄭嘹贏,冷森林,殷慶瑞. 無機材料學報. 2009(02)
[7]無機非金屬材料中的無鉛化研究進展[J]. 蒲永平,王瑾菲,楊文虎,楊公安. 材料導報. 2007(12)
[8]國內外壓電陶瓷的新進展及新應用[J]. 李曉娟,李全祿,謝妙霞,郝淑娟,楊貴考,周九茹,馬晴. 硅酸鹽通報. 2006(04)
[9]功能陶瓷材料及其應用研究進展[J]. 李龍土. 硅酸鹽通報. 2005(05)
[10]PTC陶瓷材料的發(fā)展及應用[J]. 周秀娟,劉心宇. 電工材料. 2005(03)
本文編號:3226438
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