【摘 要】
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BaTiO3基PTC热敏陶瓷是一类关键的电子功能材料,它在加热元件、电路保护器、传感器等方面有广泛的应用,而且在计算机、远程通讯、卫星导航等领域中也十分常见。然而工业生产中高居里点PTC热敏材料通常含铅,随着人们环保意识的提高,研究Ba Ti O3基无铅PTC热敏材料一直是一项急需解决的重要课题。实验采用固相法和溶胶凝胶法制备BaTiO3基PTC热敏陶瓷,以Bi0.5Na0.5TiO3（BNT）和
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BaTiO3基PTC热敏陶瓷是一类关键的电子功能材料,它在加热元件、电路保护器、传感器等方面有广泛的应用,而且在计算机、远程通讯、卫星导航等领域中也十分常见。然而工业生产中高居里点PTC热敏材料通常含铅,随着人们环保意识的提高,研究Ba Ti O3基无铅PTC热敏材料一直是一项急需解决的重要课题。实验采用固相法和溶胶凝胶法制备BaTiO3基PTC热敏陶瓷,以Bi0.5Na0.5TiO3（BNT）和Bi0.5Li0.5TiO3（BLT）作为居里温度移峰剂,Y3+和La3+作为施主杂质,Mn2+和Co2+作为受主杂质,Si O2作为烧结助剂,通过TG-DTA、XRD、SEM和阻温特性测试,研究了配方组成和制备工艺对BT-BNT、BT-BLT基PTC热敏陶瓷性能的影响。固相法制备的BT-BNT、BT-BLT基PTC热敏陶瓷研究发现:BNT和BLT的居里温度移动率高达18℃/mol%左右,远高于传统铅掺杂的居里温度移动率（3.7℃/mol%）;但是BNT和BLT的引入量对试样的室温电阻率影响很大,当BNT和BLT的引入量不超过1 mol%时,PTC热敏陶瓷能够获得较低的电阻率（ρ＜100Ω·cm）和较好的PTC效应(lg(ρmax/ρmin)﹥3),但当BNT和BLT的引入量达到1.5 mol%后,试样的电阻率就会高达10~6Ω·cm以上,不能满足使用要求,这是因为Na+和Li+在陶瓷冷却过程中富集在晶界上,形成富Na+和富Li+绝缘层,降低了载流子迁移率,使陶瓷电阻率增大。受主Mn掺杂会提高试样的PTC效应(lg(ρmax/ρmin)﹥5),这是因为Mn的引入会使陶瓷晶界势垒增高,进而提高了PTC效应。适量Si O2的掺入有利于陶瓷致密化,而且会进一步提高陶瓷的升阻比,当Si O2掺入0.6 wt%时,BT-1%BLT-0.04%Mn基PTC热敏陶瓷升阻比高达6.532。溶胶凝胶法制备的BT-BNT基PTC热敏陶瓷研究发现:与固相法相比,溶胶凝胶法制备的BaTiO3陶瓷晶粒尺寸更均匀而且活性更高,诱使当BNT引入量为4mol%时PTC热敏陶瓷仍能半导化（固相法仅能固溶1 mol%的BNT）。Co作为受主引入后会阻碍BT-2%BNT陶瓷晶粒长大,适量Co掺杂提高了陶瓷的PTC效应,当Co的掺杂量为0.12 mol%时,相比于未掺杂Co时升阻比提高了1.3个数量级。图55幅;表16个;参83篇。
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