两种造粒方法对陶瓷PTC 元件性能的影响.PDF

研究与试制 　　 　　　　 两种造粒方法对陶瓷 PTC 元件性能的影响 1 2 2 2 1 章登宏 , 周东祥 , 龚树萍 , 汪小红 , 奚玉敏 ( 1 江汉石油学院 基础科学系, 湖北 荆州　434102; 2 华中理工大学 电子科学与技术系, 　　　　湖北 武汉　430074) 摘要: 用喷雾造粒法与手工造粒法制备的粉体在粒径及粒度分布、松装密度、成本诸方面均存在较大差别, 制备的 PTC 元件在晶粒大小、气孔率、电性能等方面差别很大。用喷雾造粒法制得的粉体综合参数和PTC 元件 性能均优于手工造粒。 关键词: 造粒方法; 功能陶瓷; PTC 元件; 电性能 中图分类号: TM 283　　文献标识码: A 　　文章编号: ( 1999) 　　钙钛矿结构的氧化物半导体是应用最广泛的电子功能陶 表 1　两种方法的 PTC 粉体的粒度分布 瓷材料之一, 研究表明, 其性能与材料的制备方法密切相关。本 粒度 S 1 S2 文选择钙钛矿结构功能陶瓷的典型代表BaT iO 3 为研究对象, 40～ 60 目 87% 43 6% 60～ 80 目 175% 22 5% 比较喷雾造粒法与手工造粒法制备的粉体在粒径及其分布、松 80～ 100 目 42 8% 138% 装密度、流动性的差别, 研究陶瓷 PTC 元件的密度、气孔率、 100～ 120 目 150% 66% 电性能的异同, 发现利用喷雾造粒法生产的瓷体性能优于后 120～ 140 目 51% 4 8% 者。由于生产陶瓷 PTC 元件的两种造粒方法在企业生产中都 140～ 160 目 58% 4 3% 存在, 因此本研究的结论具有参考价值。 1　 功能陶瓷的基本制备方法 BaT iO 3 目前制备PTC 元件一般是用BaCO 3 和 T iO 2 预烧合成 BaT iO 3 , 即BaCO 3 + T iO 2 = BaT iO 3 + CO 2 ↑和二次烧结法来生 产瓷体的。 的合成是以 为基通过 向其中扩 BaT iO 3 T iO 2 BaCO 3 〔1〕 散而形成的 , 如图 1 所示。原料经过第一次预烧成为BaT iO 3 后, 加入掺杂物, 球磨 48 h , 一部分烘干手工造粒, 另一部分 喷雾造粒, 然后成型进行烧结, 成为瓷体。为了使两种造粒方 法具有对比性, 其配方和其他工艺完全相同。 BaT iO 3 存在的 PTC 效应被认为是材料的铁电性和陶瓷 的多晶性共同作用而产生的物理效应。因此影响PTC 陶瓷性 能的因素颇多, 除BaT iO 3 基料纯度、粒度均匀性等因素外, 造 粒后粉体的团聚、粒径及其粒度分布也有很大影响。 2　粉体粒度大小、形貌及其瓷体性能的研究 2 1　粉体粒度大小、形貌的比较 喷雾造粒法与手工造粒法制备的粉体分别为 1、 2, 粒度 S S 分布如表 1 所示。 　　喷雾造粒法与手工造粒法制备的粉体粒径及粒度分布、形 貌均不同。形貌见图 1 所示。前者的颗粒形状比后者的好, 大 多数为球形, 平均粒径大约 150 m , 后者无论形状, 还是粒度