TiO2壓敏電阻材料的(CeO2,V2O5)摻雜及微波燒結(jié)研究.pdf

1、分類號UDC密級學(xué)號1108050327碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文TiO2壓敏電阻材料的壓敏電阻材料的（CeO2，V2O5）摻雜及）摻雜及微波燒結(jié)研究微波燒結(jié)研究王晨學(xué)科門類：類：工學(xué)學(xué)科名稱：稱：材料科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程指導(dǎo)教師：師：趙敬忠趙敬忠教授教授申請日期：期：2014年3月（TiO2壓敏電阻材料的（壓敏電阻材料的（CeO2，V2O5）摻雜及微波燒結(jié)研究）摻雜及微波燒結(jié)研究）王晨西安理工大學(xué)摘要I論文題目：論文題目：TiO2壓

2、敏電阻材料壓敏電阻材料的（CeO2，V2O5）摻雜及）摻雜及微波燒結(jié)微波燒結(jié)研究研究學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：王生：王晨簽名：簽名：指導(dǎo)教師：趙敬忠指導(dǎo)教師：趙敬忠教授教授簽名：簽名：摘要TiO2基壓敏材料具有壓敏電壓低、非線性系數(shù)高、介電常數(shù)高、制備工藝簡單、成本低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于計算機、微電機等的集成電路中，起到過壓保護、消噪、抗浪涌等作用，具有巨大的市場潛力。對于低壓集成電路而言，該材料的壓敏電壓偏高，非線性系數(shù)偏

3、低，介電損耗較大，難以滿足不斷發(fā)展的要求。微波燒結(jié)加熱速度快、燒結(jié)時間短、安全節(jié)能，還可改善材料的組織結(jié)構(gòu)。將微波燒結(jié)用于TiO2基壓敏電阻的制備，有望提高材料的綜合性能。本文采用傳統(tǒng)燒結(jié)和微波燒結(jié)兩種工藝方法，制備了添加不同摻雜物的TiO2基壓敏材料。采用阿基米德法測量樣品的相對密度，用壓敏電阻直流參數(shù)儀測量樣品的壓敏性能，用自動元件分析儀測量樣品的介電性能，研究了燒結(jié)方法、燒結(jié)溫度、摻雜物對TiO2基壓敏材料性能的影響。同時，還利用

4、掃描電子顯微鏡觀察了樣品的微觀形貌。實驗發(fā)現(xiàn)：與傳統(tǒng)燒結(jié)相比，微波燒結(jié)降低材料的燒結(jié)溫度200℃，將燒結(jié)時間縮短為原來的18。同時，微波燒結(jié)壓敏電阻的致密度提高，壓敏電壓降低，介電常數(shù)提高，綜合性能得到改善。Ce4的摻雜有利于晶界勢壘的形成。與1400℃下保溫240min傳統(tǒng)燒結(jié)樣品相比，CeO2摻雜量為1.0mol%的樣品在1200℃下保溫30min微波燒結(jié)，壓敏電壓從1039.93Vmm降低到963.61Vmm，非線性系數(shù)從36升高

5、到37，但是相對介電常數(shù)卻有所降低，但不影響整體的性能。V5的摻雜有利于晶粒的半導(dǎo)化，降低晶粒電阻。與1400℃下保溫240min傳統(tǒng)燒結(jié)樣品相比，V2O5摻雜量為1.0mol%的樣品在1200℃下保溫30min微波燒結(jié)，V1mA從1283.047Vmm降低到1263.056Vmm，εr從60.911010升高到60.941010。微波燒結(jié)有利于摻雜物在樣品中的均勻擴散。V2O5摻雜量為1.0mol%時，在傳統(tǒng)燒結(jié)1400℃下保溫240