TiO2压敏陶瓷的显微分析和电学性能

研究了烧结温度对TiO2压敏陶瓷的显微结构、显微成分、势垒结构和电学性能的影响。采用SEM和EDS测试其显微结构和晶粒的化学组成。根据热电子发射理论和电学性能计算了势垒结构。在1350℃烧结的TiO2压敏陶瓷具有均匀而致密的显微结构,其晶粒大小为15μm左右,施主掺杂Nb5+在TiO2晶粒中的固溶度为1.49%;势垒高度?B为0.28eV,势垒宽度xD为48nm;压敏电压V1mA为5.25V/mm,非线性系数α为4.2,εr为1.1×104。     

纳米粉体对TiO2压敏陶瓷晶界势垒结构的影响

采用实验方法研究了纳米粉体对TiO2压敏陶瓷晶界势垒结构的影响.采用扫描电镜测试了样品的显微结构.基于热电子发射理论和样品的电学性能计算了TiO2压敏陶瓷的势垒结构.在室温至320 ℃范围内,测试TiO2压敏陶瓷样品的电阻率ρ.通过样品的lnσ-1/T曲线计算了TiO2压敏陶瓷材料的晶界势垒结构.讨论了显微结构和势垒结构对TiO2压敏陶瓷电学性能的影响.结果表明,合适的纳米TiO2加入量为x=5 mol%.     

纳米TiO2添加剂对TiO2压敏陶瓷性能的作用

为了改善TiO2压敏陶瓷材料的电学性能,通过添加少量的纳米TiO2,使其压敏电压有了明显的降低,非线性系数有了明显的提高,并对其原因进行了合理分析.结果表明,随着烧结温度的提高,总趋势是压敏电压下降,非线性系数提高.当添加5%纳米TiO2并在1400℃烧结时,样品显示出较好的压敏特性:VImA=4.66V/mm,α=4.73和εr=1.1 9×104.     

La2O3掺杂对TiO2系压敏陶瓷结构和性能的影响

采用传统的固相法制备了La2O3掺杂的TiO2系压敏陶瓷,通过XRD和SEM分析,测试其结构及压敏性能、介电常数和晶界势垒特性。结果表明:La2O3掺杂对所获陶瓷的结构和性能有显著的影响,在1380℃烧结条件下,掺杂x(La2O3)为0.70%的陶瓷表现出优良的综合电性能,其压敏电压为7.6V/mm,非线性系数为5.2,相对介电常数εr为9.96×104,介电损耗tanδ为0.32,这与该陶瓷具有最高的晶界势垒高度相一致。     

低压TiO2系压敏陶瓷的伏安特性实验分析

采用耗尽层近似理论,分析了低压TiO2系压敏陶瓷在直流偏压下的伏安特性,并对ZnO、TiO2和SrTiO3系三种压敏陶瓷的伏安特性进行了测试、分析和比较。结果表明,在晶界势垒不太高(一般为零点几电子伏)及晶界电场强度不太大(约106V/m量级)的情况下,TiO2系压敏陶瓷晶界的电子传输机制不同于ZnO系压敏陶瓷,而与SrTiO3系压敏陶瓷的导电机制相似,属于肖特基热电子发射机制。     

Bi2O3对TiO2系压敏陶瓷性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制作了TiO2系压敏陶瓷。通过测试其I-V特性、复阻抗特性、晶界电阻、晶粒电阻及势垒高度,研究了Bi2O3对TiO2-Bi2O3-Nb2O5-SrO系压敏陶瓷微结构及电性能的影响。结果表明,Bi2O3的适当掺杂范围在0.3%~0.5%(摩尔分数)。其掺杂量的变化,可显著改变TiO2-Bi2O3-Nb2O5-SrO系压敏陶瓷的晶界电阻及势垒高度,进而对压敏陶瓷的电学非线性特性产生影响。当x(Bi2O3)为0.4%时,压敏陶瓷的V1mA与α分别为40V/mm与6.2。     

Ta2O5对TiO2基压敏陶瓷半导化的影响

研究Ta2O5对（Sr，Bt，St，Ta）掺杂的TiO2基压敏陶瓷半导化的影响，发现随着Ta2O5增加，晶粒电阻呈现“U”字型变化规律，按照配方TiO2＋0．3％（SrCO3＋Bt2O3＋SiO2）＋0．1%Ta2O5（摩尔分数）配制的样品的晶粒电阻最小，这表明适当增加施主Ta2O5的含量有助于材料晶粒的半导化。     

CeO_2掺杂TiO_2基压敏陶瓷的性能研究

该文在TiO2压敏陶瓷中掺杂CeO2,研究了烧结温度和CeO2掺杂量对TiO2基压敏陶瓷的电学性能的影响。结果表明,烧结温度为1 400℃、CeO2掺杂摩尔分数为1.0%时,TiO2基压敏陶瓷表现出较好的综合电学性能:压敏电压为7.7V/mm,非线性系数为3.8,漏电流为0.1A,且具有优的介电常数和介电损耗。     

TiO2系压敏陶瓷施主掺杂研究

研究了Ta2O5和Nb2O5掺杂对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响。采用电子陶瓷制备工艺,制备了两组TiO2系压敏陶瓷,借助热电子发射理论,分析了样品的I-V特性及介电频谱特性。结果发现,Ta2O5掺杂的样品具有最低的压敏电压(E10mA=5.03 V.mm–1)和最大的视在介电常数(εra=1.5×105)。     

SnO2压敏陶瓷掺杂MnO2的制备和性能研究

采用MnO2部分替代ZnO的方法固相烧结制备了SnO2-ZnO Ta2O5基压敏陶瓷。研究了Zn,Mn共同掺杂对SnO2微观结构和电学性能的影响,发现少量Mn的替代掺杂可以改善SnO2压敏陶瓷的非线性并显著提高其电压梯度。当MnO2的摩尔分数为0.25%时,样品的非线性达到了21.37,电压梯度为422 V/mm,泄漏电流为72.12 μA/cm2。造成这种变化的主要原因是Mn补充了SnO2晶格中ZnO原有的不溶部分,通过固溶反应产生了受主缺陷离子Mn″Sn,增大了受主浓度,促进了势垒的形成。同时,Mn在SnO2晶格中的溶解度较低,容易在晶界层析出,阻碍晶粒生长,增加了电压梯度。     

Sr掺杂对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响

以TiO2为原材料,制备了具有压敏–电容复合功能的TiO2系压敏陶瓷材料。通过测试典型样品的V-I特性、D-f特性、电容特性及复阻抗频率谱,研究了不同掺Sr量的TiO2系压敏陶瓷材料的相关电学性质。实验结果表明,掺Sr量在强烈影响材料压敏性能的同时,对材料的电容特性也会产生较大影响。在掺Sr量为x (Sr)=0.6%时,样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为55 V/mm,a可达到5,1 kHz下损耗为0.1,相对介电常数可达2.8?05。     

粉料埋烧的TiO2瓷致密性和微观规整性研究

通过与裸烧工艺的对比实验,研究了粉料埋烧对TiO2陶瓷性能的影响.采用金相显微分析、密度测量、压敏电压测量和介电测量等实验手段,分析了埋烧的作用机理.结果表明,采取粉料埋烧有利于晶粒均匀生长、促使陶瓷致密(密度达4.112 g·cm-3)、降低压敏电压(E10mA=5.4 V·mm-1),同时提高了介电常数(εra=7.61×104).该研究结果为TiO2基低压压敏电阻器的研制探索出一条新途径.     

铜和碱金属影响压敏陶瓷性能的机理

从对ZnO和SrTiO3的晶体结构参数的计算出发，论述了铜和碱金属原子在这两种晶体中所处的位置。实验结果证实，同一种原子在不同的材料中可以起不同的作用。文章还讨论了这些杂质对压敏陶瓷的压敏电压、电容量、有效相对介电系数影响的机理。     

TiO2压敏陶瓷势垒高度的测定

基于典型的陶瓷工艺制备试样。压敏陶瓷可视为双向导通的二极管,将适用于齐纳二极管的半导体理论应用于TiO2-SrCO3-Bi2O3-SiO2-Ta2O5压敏陶瓷。测量了低压下的电流-电压(I-V)特性,根据lnJs与E1/2关系曲线的拟合直线的的截距得出了TiO2-SrCO3-Bi2O3-SiO2-Ta2O5压敏陶瓷的势垒高度。     

TiO2薄膜的制备及其压敏特性研究

对热氧化制备的TiO2薄膜的低压压敏特性进行了研究.首先利用直流磁控溅射方法在重掺Si衬底上沉积一层金属钛膜,然后在退火炉中热氧化得到TiO2薄膜.XRD分析结果表明,Ti金属膜热氧化所得的TiO2薄膜为金红石结构,当热氧化温度600～800 ℃时呈现(200)择优取向性.I-V测试结果表明,择优取向的TiO2薄膜相对非择优取向的TiO2薄膜具有更高的压敏阈值电压.进一步分析表明,阈值电压与择优取向性的关系起源于薄膜厚度的变化.     

TiO_2压敏电阻陶瓷元件等静压成型试验研究

采用干压及干压加等静压两种成型方法,通过对不同样品的电性能和焊接性能的比较,并通过SEM微观形貌的观察,研究了等静压成型对TiO2压敏电阻陶瓷元件的微观结构及电性能的影响。结果表明,经等静压成型的TiO2压敏电阻陶瓷的微观结构比较致密,气孔减少,元件的电压一致性和焊接性能得到较大的改善。