B2O3蒸汽掺杂的中低温烧结Y-BaTiO3及其PTCR特性研究.pdf

第18卷第4期 无机材料学报 V01．18．No4 2003年7月 Jourhalof Materials Inorganic Jul2003 文章编号：1000-324X(2003)04—0818-05 B203蒸汽掺杂的中低温烧结Y-BaTi03 及其PTCR特性研究 齐建全，李龙土，樊亦伟，王永力，桂治轮 (清华大学材料系，北京100084) 摘 要：通过B：Oa蒸汽掺杂，Y-BaTiOs陶瓷的烧结温度大幅度降低．B203蒸汽掺杂后 的样品，室温电阻率下降，升阻比提高．通过对氧化硼蒸汽掺杂样品的XRD分析研究表明， 硼间隙可以在钛酸钡晶格中存在，硼间隙和／或相关缺陷络合物可以形成电子捕获中心，从而 提高PTCR,效应． 关键词：B203；BaTiOs；PTCR；蒸汽掺杂j中低温烧结 304 中圈分类号：TN 文献标识码：A 1引言 低温烧结技术在钛酸钡陶瓷中得到了广泛的研究．在钛酸钡介电陶瓷中，降低烧结温 度，用以降低金属内电极中Pd的含量，节省成本．在PTCR陶瓷中对于陶瓷独石化和节约 能源也是十分重要的．氧化硼及相关化合物，能够有效地降低钛酸钡陶瓷的烧结温度．Sung M．R．et al发现用0 5wt％B203在1150。C烧结Bao7Sro3Ti03样品，可以获得与13500C烧 et 结的未掺杂样品同样的介电性能【“．J．H．Lea al也报道了不同硼掺杂源中，BaB204可 以在900。C左右形成液相，从而极大地降低了Y—BaTiOs致密化开始的温度，并且对降低室 高刚】．本文研究了低温烧结的情况下．B20s蒸汽的掺杂行为．结果表明，氧化硼蒸汽可 以促进钛酸钡的烧结，同时提高材料的PTCR效应． 2实验过程 1150。C 采用高纯原料BaTi03和氧化钇，按照BaTi03+0．25％Y203配料．2h予烧之 后，压片成型为≯10mmx2mm的圆片．为了与Y掺杂样品作对比，同时制备了同样尺寸的纯 钛酸钡样品．所有样品分成三组分别放在三个倒扣的氧化铝坩埚中，记为A、B、C．坩埚 B203作为蒸汽掺杂源．三个坩埚放在同一炉中进行烧成．选择从1150～1350。C不同的烧成 收穰日期，2002—05-30，收到傩改稿日期：2002—07—19 基金项且；国家‘863”计划(200lAA3250lo)；国家自然科学基金 作者简介t齐建垒(1966一)，硬士，射研．E-mail：qijianquan@mails．tsinghua．edu．cn 万方数据 4期 温度以研究各个样品在不同温度的烧结和掺杂行为．用扫描电镜观测样品的微观结构．测 试从室温到400。C半导化样品的电阻． 3结果和讨论 在坩埚A中，没有氧化硼蒸汽时，Y- BaTiOa样品要到1250。C以上的烧成温度 下，样品才能半导化．坩埚B中，由于有少 量氧化硼作为蒸汽掺杂源，Y—BaTi03样品 在1200。C时已经半导化良好．1150。C下 烧结，各个样品烧结后均末能完全成瓷．然 而，在坩埚c中，由于有较高量的氧化硼作 为蒸汽掺杂源，纯钛酸钡样品和Y．BaTi03