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YCl-%2c3-取代Y-%2c2-O-%2c3-降低BaTiO-%2c3-基PTCR陶瓷电阻率机理的研究.pdfVIP

YCl-%2c3-取代Y-%2c2-O-%2c3-降低BaTiO-%2c3-基PTCR陶瓷电阻率机理的研究.pdf

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1264 功 能 材 料 2004 年增刊 (35 )卷 YCl 取代Y O 降低BaTiO 基PTCR 陶瓷电阻率机理研究 3 2 3 3 ∗ 周 斌,徐国跃,李之琦,周耀誉 (南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏 南京 210016 ) 摘 要:采用 YCl3 溶液作为施主掺杂剂,在空气中 2 实 验 烧结制备一系列 BaTiO3 陶瓷样品,对其室温电阻率 及PTC 效应进行研究。同时与Y2O3 和YNO3 溶液掺 实验原料采用高纯度 BaTiO3 (水热法合成)、 杂的样品对比,借助 XRD 、XRF 等分析手段,研究 TiO 、SiO ,施主YCl 溶液采用分析纯YCl ·6H O 2 2 3 3 2 了YCl3 溶液掺杂降低BaTiO3 基PTCR 陶瓷室温电阻 晶体配成溶液制得。实验采用配方如下:BaTiO3 +1 率的机理。研究结果表明,经空气中高温烧结后,样 mol%TiO +x mol%YCl ,x 为0. 1~ 1.0,烧结助剂SiO 2 3 2 品中仍残留部分Cl 元素,能取代O 位起施主作用, 按 1.25%(质量分数)加入。原料经称量后,采用行星 烧结时 Cl 的挥发过程也能导致样品室温电阻率的降 球磨机球磨混料4h ,YCl3 溶液在球磨前加入,原料: 低,最后,施主掺杂剂以溶液的形式加入,能使其在 玛瑙球:去离子水为 1:1.4 :1.2 ;球磨后烘干造粒, 粉料中分布均匀,有助于半导化。 压制成Φ17.6mm、厚为2mm 的圆片;之后样品在空 关键词:PTCR 陶瓷;YCl3 溶液掺杂;室温电阻率 气气氛下烧结,烧结温度为 1350 ℃,最后随炉温冷 中图分类号:TN304 文献标识码:A 却,烧结曲线如图1 所示。烧结后样品表面稍打磨后 文章编号:1001-9731 (2004 )增刊 涂覆通用PTCR 银浆电极。另外按相同工艺制备几组 1 引 言 掺杂Y2O3 和YNO3 溶液的样品做对比。 BaTiO3 基PTCR 热敏陶瓷器应用基于三大特性: 电阻-温度特性、电压-电流特性、电流-时间特性。 在 PTC 陶瓷材料研究开发中,不断降低其室温电阻 率一直是关键之一。因为低的室温电阻率,将使陶瓷 PTCR 的应用扩展至微电子电路、强电电路的过流保 护中,并与日益发展的有机 PTC 材料竞争。一直以 来陶瓷 PTC 降低室温电阻率的方法,主要采用稀土 图1 样品烧结曲线 氧化物的单元和双元施主掺杂[1~3] ,但是存在电阻率 Fig 1 The firing schedule for ceramics 进一步降低的困难。另外,低室温电阻的样品可以通

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