BaTi1-xFexO3-δ材料的性能研究及改進(jìn).pdf

1、NTC熱敏陶瓷是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體陶瓷之一，非常適用于檢測外部場所中的溫度變化，還可用于惠斯通電橋、線性電阻網(wǎng)絡(luò)和可編程微處理器等設(shè)備中，NTC熱敏電阻還可以接入個(gè)人電腦中使用現(xiàn)成的數(shù)據(jù)采集軟件和接口卡。目前廣泛應(yīng)用的NTC熱敏陶瓷材料大多是錳、銅、鈷、鎳、鐵等過渡金屬氧化物為基礎(chǔ)的尖晶石型材料，而本論文發(fā)現(xiàn)具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BaTi1-xFexO3-δ陶瓷材料也具有明顯的電阻負(fù)溫度系數(shù)效應(yīng)，而且可以通過添加燒結(jié)助劑改善材料的燒結(jié)性能，通

2、過摻雜、無機(jī)-無機(jī)復(fù)合和有機(jī)-無機(jī)復(fù)合改善材料在室溫下的電導(dǎo)率。具體內(nèi)容如下:
　　[1]以Fe摻雜的BaTiO3陶瓷基體為研究對象，通過濕化學(xué)的方法制得BaTi1-xFexO3-δ(x=0.1，0.2，0.3)粉體，經(jīng)傳統(tǒng)燒結(jié)工藝制得BaTi1-xFexO3-δ陶瓷材料。XRD結(jié)果顯示所得材料的晶體結(jié)構(gòu)為6H-BaTiO3，電阻溫度特性測試結(jié)果說明材料所得材料具有良好的負(fù)溫度系數(shù)特性，隨著鐵含量的增加，材料的室溫度電阻率下降，其

3、熱敏常數(shù)分別為5497K、5284 K和4828K;利用交流阻抗和XPS測試結(jié)果說明材料的導(dǎo)電機(jī)理為小極化子跳躍導(dǎo)電。
　　[2]選取性能最為優(yōu)良的BaTi0.8Fe0.2O3-δ(BTF2)粉體，通過添加不同的燒結(jié)助劑B2O3、Li3PO4、Li4P2O7或5B2O3·6ZnO·9SiO2，提高材料燒結(jié)性能，降低燒結(jié)溫度。XRD結(jié)果表明加入燒結(jié)助劑后材料的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，SEM照片表明燒結(jié)助劑的加入使材料的燒結(jié)性能和致密度

4、明顯提高，電阻溫度特性測試結(jié)果表明燒結(jié)助劑的加入對材料的NTC效應(yīng)沒有產(chǎn)生負(fù)面影響。
　　[3]根據(jù)半導(dǎo)化摻雜理論，期望通過Nb、La、W、Y等金屬元素的摻雜降低材料的室溫電阻率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)材料的NTC效應(yīng)保持完好，但是電阻率并沒得到下降，利用交流電導(dǎo)與頻率之間關(guān)系進(jìn)一步說明材料不符合能帶導(dǎo)電機(jī)理，而遵從跳躍導(dǎo)電。
　　[4]根據(jù)復(fù)合材料兼具兩相材料優(yōu)勢的特點(diǎn)，利用SnO2、PANI與BaTi0.8Fe0.2O3-δ材料復(fù)合實(shí)