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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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