铅酸钡对BaTiO3基PTCR陶瓷低阻化的影响

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为了寻求降低BaTiO3基PTC陶瓷室温电阻率的新途径,本文在BaTiO3的配方中引入BaPbO3或BP(Pb3O4+ BaCO3)。目的是使BaPbO3的金属导电特性在PTC陶瓷的低阻化中发挥作用。实验通过四种铅酸钡的加入方式,探讨在BaTiO3 中复合铅酸钡的最佳途径。1、将烧成的BaTiO3基PTC陶瓷粉碎后与880oC合成的BaPbO3复合。2、在合成后的BaTiO3的二次配料中加入合成的BaPbO3(同1方案)进行两相复合。3、在BaTiO3的一次配料中加入BaCO3和Pb3O4,以使其在烧成过程中反应生成铅酸钡。4、在BaTiO3的二次配料中加入BaCO3和Pb3O4,控制烧成工艺,实现铅酸钡物质在BaTiO3中的合成,并控制铅酸钡相在晶界处。通过对四种方案的实验,证明第四种方案能显著降低PTC陶瓷的室温电阻率。进一步对BP的加入量和Pb/Ba的大小及烧成制度进行考察。获得了BP加入量为1.5mol%,Pb/Ba=1.3的最佳配方。在1140oC保温2h下烧成,室温电阻率为8(.cm, 升阻比为104的PTC陶瓷材料。为了说明BP的加入对晶界物质的影响,文中通过正交设计,对晶界物质的量及种类进行了实验,结果发现加入BP后明显抑制了Mn的作用,AST的影响也变得不明显。BN的影响显著,在适当的BN添加量下,可显著降低PTC的烧成温度和室温电阻率。文中通过XRD, SEM, XPS 和 EDAX等手段对材料的相组成、显微结构、元素的化合价和Pb的分布情况进行了分析,结果表明方案4中加入的BP, 在最后烧结中形成了Ba3Pb2O7的新相,此相为沿BaTiO3晶格外延成长,与BaTiO3形成良好接触,同时在此过程制造了氧空位,从而降低了PTC的电阻率。根据实验结果和检测分析,总结了加BP的PTC材料的物理结构模型。并成功的解释了实验现象。
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