钛酸锶钡电容—压敏复合功能陶瓷电阻器的介电性能研究

摘要

钛酸锶钡功能陶瓷兼顾了钛酸锶的低损耗性、低压敏电压和钛酸钡的高介电性的优点，具有高介电常数、低介电损耗、居里温度可调、高耐压等性能，存在着广阔的发展应用前景。本文采用简化的配料工艺，用真空烧结法代替气氛炉烧结法，在空气的气氛中进行氧化烧结。研究了锶钡比、TiO2、施主掺杂、受主掺杂、烧结助剂、真空烧结保温时间及氧化烧结温度对样品介电性能的影响。实验结果表明:最佳的钡锶比是0.1比0.9，碳酸钡的加入提高了样品的居里温度，使得样品的介电常数得到了提高;适量的TiO2在烧结过程中起到了烧结助剂的作用，使得烧结温度降到1325℃，提高了样品的烧结成功率;ZnO作为受主掺杂剂使样品的非线性系数与电阻率变大，介电损耗降低，MnCO3作为受主掺杂剂可以使样品的介电损耗降低;当SiO2作为烧结助剂的时候，样品的真空烧结温度可以降低到1250℃，但样品的综合介电性能降低;样品的真空保温时间与马弗炉中的氧化温度对样品的介电性能有较大影响。最终得到0.9SrCO3+0.1BaCO3+1.5TiO2+1.1mol％CeO2+0.7mol％ZnO的配方，真空烧结温度为1325℃，保温时间为2h，氧化温度为900℃，样品的非线性系数在15左右，介电损耗为0.2，介电常数与电阻率均达到105以上，压敏电压在5V左右，获得了低压敏电压、高介电常数与非线性系数的复合功能陶瓷。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 压敏陶瓷的种类

1．2 钛酸锶基压敏陶瓷性能与功能特点

1．3 钛酸锶基压敏陶瓷的应用

1．4 国内外研究现状

1．4．1 钛酸锶粉体的制备

1．4．2 钛酸锶压敏陶瓷的生产方法

1．4．3 掺杂改性研究现状

1．4．4 钛酸锶的生产与市场现状

1．4．5 目前存在的问题

1．5 课题的研究内容与意义

1．5．1 课题研究的意义

1．5．2 课题研究的内容

第二章 钛酸锶基多功能陶瓷基础理论

2．1 压敏陶瓷的基本原理

2．2 压敏陶瓷的物理参数

2．3 钛酸锶的微观结构

2．4 钛酸锶的理论模型

2．5 钛酸锶压敏陶瓷半导化机理

2．6 钛酸锶压敏陶瓷晶界绝缘化机理

第三章 实验过程

3．1 实验原料

3．2 实验仪器

3．2．1 样品配料、烧结使用的仪器

3．2．2 性能测试使用仪器

3．2．3 分析微观晶相使用的仪器

3．3 实验过程

3．3．1 工艺流程

3．3．2 数据处理公式

第四章 实验结果与讨论

4．1 真空的烧结气氛

4．2 锶钡比的确定与CeO2的影响

4．2．1 实验配方

4．2．2 实验结果

4．2．3 数据分析与讨论

4．2．4 小结

4．3 TiO2对样品的影响

4．3．1 实验配方

4．3．2 实验结果

4．3．3 数据分析与讨论

4．3．4 小结

4．4 ZnO作为受主掺杂剂的研究

4．4．1 实验配方

4．4．2 实验数据

4．4．3 数据的分析与讨论

4．4．4 ZnO的掺杂对BST陶瓷显微结构的影响

4．4．5 小结

4．5 MnCO2作为受主掺杂剂的研究

4．5．1 实验配方

4．5．2 实验数据

4．5．3 数据的分析与讨论

4．5．4 小结

4．6 传统烧结助剂的研究

4．6．1 实验配方

4．6．2 实验数据

4．6．3 数据的分析与讨论

4．6．4 SiO2的掺杂对BST陶瓷显微结构的影响

4．6．5 小结

4．7 真空保温时间与氧化温度的影响

4．7．1 实验配方

4．7．2 实验数据

4．7．3 数据的分析与讨论

4．7．4 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文目录