钛酸钡基陶瓷材料晶界掺杂与PTCR效应

“晶界掺杂”是一个全新的概念,它针对的是陶瓷晶界。在钛酸钡材料中,晶界掺杂能明显地改变ＰＴＣＲ效应。在晶界上,施主杂质同某些受主杂质一样,也可以明显提高材料的ＰＴＣＲ效应。通过晶界掺杂引入的Ｐｂ２＋则对ＰＴＣＲ效应有明显的损害。     

晶界杂质和缺陷行为与BaTiO_3基陶瓷的PTCR效应

钛酸钡陶瓷中，高温下晶格失氧使晶粒内部氧匮乏。在氧化气氛中烧成，晶界则是富氧环境。缺陷或杂 质在晶界上进一步氧化，产生晶粒中并不存在的缺陷种类。杂质和缺陷在晶界上与晶粒内部有不同的行为。某些在 晶界上被氧化成高价态的缺陷和杂质，在晶粒中不能存在，而在晶界上以亚稳态形式存在。它们在铁电相变点跃迁 回低价稳态，产生电子陷阱，使材料电阻率迅速增大，形成ＰＴＣＲ效应。     

钛酸钡基热敏电阻器低温调阻法

通过陶瓷与酸的相互作用，使钛酸钡基ＰＴＣＲ陶瓷材料烧成样品的阻值上升。酸处理工艺条件对阻值上升幅度有一定影响。酸处理后的样品的综合电性能的变化，确定了用酸处理升高阻值的可行性。运用复阻抗分析法对样品阻值上升前后晶粒、晶界电阻的变化进行了研究。分析了酸处理过程中阻值变化的规律。运用叠加势垒模型分析了酸处理使阻值升高的机理。     

高性能BaTiO3基PTCR陶瓷的制备与研究

报道了在传统 Ba Ti O3基 PTCR陶瓷基料中间时加入一定配比的 Pb3O4 和 Ba CO3所产生的低阻现象。当 x=2 .5和 Pb/Ba=1.3时 ,陶瓷在 114 0°C保温 6 0 m in条件下获得了高性能的 PTCR瓷体 ,其室温电阻率与升阻比分别为 8Ω· cm和 4× 10 4 。结果表明 ,Pb3O4 和 Ba CO3的添加不仅能显著降低瓷体的室温电阻率 ,且还可以大幅度降低陶瓷的烧结温度。通过 XRD衍射谱分析并未在低阻瓷体中发现 Ba Pb O3相。根据所研究材料系统的一系列固态化学反应与缺陷反应提出了氧空位模型 ,并很好地解释了低阻化现象。     

矩阵式PTCR耐电压自动测试系统

为了解决PTC热敏电阻元件在耐电压测试过程中测试效率低以及测试结果的稳定性与可靠性差等问题,设计了矩阵式PTCR耐电压自动测试系统.系统由气缸夹持并推进样品夹具;采用高速MCU控制继电器组顺序对8×16矩阵式PTCR样品进行耐电压测试;各路均有过流保护电路,可实时监测回路电流并对过流迅速做出反应,且运用了去干扰技术;还可与上位机配合自动分选样品.实际应用表明,系统的测试结果准确稳定可靠,自动化程度高,提高了生产效率.     

喷雾造粒粉体对BaTiO3系PTCR半导体陶瓷性能的研究

研究了通过喷雾造粒制得的BaTiO3系PTCR热敏陶瓷粉体性能对生坯成型及瓷体物理、PTC效应、电学等性能的影响,与手工造粒粉体比较,由于喷雾造粒的粉体流动性好,表面活性大,粒度均匀,其成型性及烧结后瓷体PTCR效应、电学性能均有明显提高。     

钛酸钡（BaTiO3）的光束Fanning效应

我们通过实验对激光束透过光折变晶体(BaTiO_3)产生的Fanning效应作了研究。晶体光轴取向、入射光束的偏振状态和入射角是影响光束Fanning效应的主要因素。本文给出实验结果并作了扼要的理论分析。     

传输线脉冲发生器电压探测中振荡问题的研究

对传输线脉冲发生器电压探测中的振荡问题进行了研究.通过减小电压探头的寄生电感克服了振铃问题.通过缩短电压探头和待测器件之间的传输段传输线长度降低了探头处实际承受的上冲电压,从而有效地抑制了传输线脉冲发生器电压探测中的振荡问题,提高了测试的准确性,并在国内率先制造出了波形质量达到国际先进水平的传输线脉冲发生器.     

冲击电压发生器计算机测控系统的开发

论述了１０００ｋＶ冲击电压发生器测控系统的系统结构、功能、原理及试验结果，该系统结构简单，运行安全可靠，可实时处理数据及快速获得试验结果，此外它还具有良好的接口及抗干扰能力，并成功的通过了用户的验收考核。     

稀土氯化物溶液掺杂BaTiO3基PTC陶瓷性能研究

采用稀土氯化物(YCl3、LaCl3)溶液作为施主掺杂剂,在1350℃空气气氛下烧结制备一系列BaTiO3陶瓷样品。借助XRD、XRF等手段,研究了氯化物溶液掺杂对BaTiO3基PTC陶瓷性能的影响。结果显示,YCl3掺杂样品的最低室温电阻率为17?·cm、LaCl3掺杂的为47?·cm,且样品都具有一定的PTC效应。室温电阻率大幅降低的原因,是引入的Cl元素有一部分能进入晶格取代O位起施主作用。     

BaTiO3系PTC热敏电阻溅射电极的微观结构

通过对磁控溅射工艺制备的BaTiO_3系PTC热敏电阻电极的研究,发现在瓷片表面沉积镍或铝,无需热处理即可与瓷片形成良好的欧姆接触,并实现了电极与瓷片间良好的附着。利用扫描电镜对溅射形成的镍层进行观察,发现溅射成膜属于层核生长型,晶粒无择优取向,膜层致密,厚度均匀,与瓷片接触紧密,并与瓷片表面形貌有着较好的一致性。但与化学镀镍工艺制备的镍层相比,晶粒大小不够均匀。     

BaTiO3基无铅高压陶瓷电容器材料性能的研究

采用BaTiO3基料,加入SrTiO3、CaCO3、Bi2O3·3TiO2等添加剂制备无铅高压陶瓷电容器材料,研究了添加剂对材料性能的影响,得到了介电常数可调、综合性能较佳的材料。结果表明,在BaTiO3中加入30%SrTiO3、10%CaCO3,并外加3%Bi2O3·3TiO2时(均为摩尔数分数),其εr为3802、tgδ为4.2×10-3、Eb为9.2MV/m;而当在BaTiO3中加入40%SrTiO3、15%CaCO3,并外加4%Bi2O3·3TiO2时,其εr为2089、tgδ为6×10-4、Eb为16.9MV/m。     

双施主掺杂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

研究了Nb2O5和Y2O3双施主一次掺杂对PTC BaTiO3陶瓷性能的影响。探讨了Nb2O5和Y2O3的作用机制,结果表明:Nb2O5主要是起施主作用;而Y2O3既可作为施主,又可起受主作用。添加适量的Y2O3,不仅可以降低电阻率,还可以提高升阻比。另外,还对改变施主掺杂顺序所产生的PTC效果进行了比较,发现施主二次掺杂的效果不如一次掺杂好。     

降温过程对BaTiO3陶瓷本征PTC效应的影响

在空气气氛中,于1350℃保温1 h的相同条件下,采用不同的降温制度,制备了一系列BaTiO3陶瓷样品。测试了R-θ(阻–温)曲线,采用XRD以及SEM等手段,分析了样品的物相及微观形貌。实验结果表明:BaTiO3陶瓷在1 200℃保温2~4h,能够获得晶粒尺寸10μm、较均匀、PTC效应相对较高(3.52×104)的样品。还分析了PTC效应与降温温度的关系。     

Ni/BaTiO3陶瓷复合材料的制备及其PTC效应

为获得低室温电阻率的PTC材料,以草酸为沉淀剂,采用液相包裹法制备了NiC2O4·2H2O/BaTiO3前躯体,并由其热分解制得Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料。对该复合材料的研究表明,在还原气氛下烧成的Ni/BaTiO3基陶瓷复合材料具有很弱的PTC效应,但其PTC效应可通过适当的热处理工艺(600℃,空气气氛)得到有效恢复。其升阻比与室温电阻率为:(ρmax/ρmin=60)和(ρ=6.1?·cm)。     

Bi掺杂BaTiO_3基PTC陶瓷的制备、微结构和电性能

采用液相掺杂及低温固相反应法制备了Bi掺杂BaTiO3纳米晶体,然后经烧结制得了Bi掺杂BaTiO3基PTC陶瓷。分析了所制Bi掺杂BaTiO3晶体的物相、晶粒大小及微结构,研究了烧结条件对所制PTC陶瓷电性能的影响。结果表明:Bi掺杂BaTiO3晶体在常温下为立方晶系,颗粒基本呈球形且大小均匀,粒径约为60 nm;在烧结温度为1 330℃、保温时间为20 min条件下所制PTC陶瓷性能最佳:室温电阻为26.29,升阻比为3.585×104。     

La和Y掺杂对BaTiO3基PTC陶瓷性能的影响

采用低温固相反应法(800℃)合成了一系列纳米掺杂BaTiO3基PTC瓷粉。经XRD分析,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体。分别研究了La和Y双施主掺杂以及烧结条件对材料PTC性能的影响,实验表明,以La和Y进行双施主掺杂可使材料的室温电阻进一步降低,升阻比提高。通过合理地调整双施主的相对含量,优化烧结制度,制备出了室温电阻为14.25?,升阻比达3.7×104的PTCR材料。     

轧膜成型对BaTiO_3片式PTCR性能的影响

为制备片式BaTiO3陶瓷PTCR元件,采用轧膜成型的方法。通过研究材料性能与成型因素的关系,并通过与干压成型工艺对比,研究了轧膜成型工艺对陶瓷PTCR性能的影响。 通过调整影响轧膜成型的条件,可以制得具有良好可塑性、均匀度、致密度、光洁度的薄膜。