Pr-Mn改性BaTiO3陶瓷的PTC效應(yīng)研究.pdf

1、為得到高性能PTC材料，本文采用溶膠-凝膠法制備了Pr、Mn摻雜摩爾分數(shù)分別為0.001，0.002，0.003，0.004，0.005和0.006的BaTiO3粉體。所制粉體經(jīng)TEM分析，粒徑在30nm左右，分布均勻。將粉體燒結(jié)成瓷后對其進行了Pr擴滲，Mn擴滲，先Pr后Mn擴滲，先Mn后Pr擴滲以及Pr、Mn共同擴滲，并對改性后BaTiO3陶瓷的組成、結(jié)構(gòu)、形貌及電性能的變化進行了研究。
　　對于摻Pr系列，室溫電阻率均在10

2、5Ω·m數(shù)量級，比純BaTiO3陶瓷的1012Ω·m有明顯降低；摻Pr摩爾分數(shù)為0.004的BaTiO3陶瓷經(jīng)Pr元素氣相擴滲后室溫電阻率最低，為0.35Ω·m，再對其進行Mn元素氣相擴滲，出現(xiàn)了明顯PTC效應(yīng)。對于摻Mn系列，室溫電阻率均在1013Ω·m數(shù)量級，比純BaTiO3陶瓷的室溫電阻率要高，但Mn元素的加入對提升陶瓷PTC效應(yīng)是有利的；Pr、Mn氣相擴滲后室溫電阻率也明顯降低，最低為2.01Ω·m。純BaTiO3陶瓷經(jīng)Pr、M

3、n兩種元素共同擴滲后，在25℃～300℃范圍內(nèi)，電阻率可由104Ω·m數(shù)量級降至102Ω·m數(shù)量級，出現(xiàn)了NTC效應(yīng)。
　　XRD測試表明，Pr、Mn氣相擴滲后BaTiO3陶瓷的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯改變。XPS測試結(jié)果表明，Pr、Mn氣相擴滲后BaTiO3陶瓷中均存在相應(yīng)被擴滲元素，且有C元素存在。Ba、Ti和O的結(jié)合能比純BaTiO3陶瓷中的Ba、Ti和O的結(jié)合能均增大2eV，而Pr、Mn摻雜BaTiO3陶瓷中的Ba、Ti和O