WO陶瓷功能材料的非线性电学性质及相关问题

摘要

三氧化钨(WO<,3>)是一种具有广泛应用前景的功能材料,在诸如电致变电、气体探测和化学催化等方面已得到较系统的研究.该文制备WO<,3>多晶陶瓷块体和薄膜样品出发,以其非线性电学性质为主要研究内容,通过掺杂、显微分析等手段,试图进一步深入了解WO<,3>功能材料的电性质.主要的研究内容和结果有:1、采用一般的电子陶瓷工艺和射频磁控溅射技术,分别制备了WO<,3>多晶陶瓷块体和薄膜样品,较为系统深入地研究了一些关键性的制备工艺参数以及环境温度、电极材料和样品厚度等因素对压敏电阻主要参数的影响,通过常用的显微分析手段确定了WO<,3>样品的物相和形貌.2、系统研究了锂(LiCO<,3>)掺杂对WO<,3>基陶瓷电学行为的影响.3、对Al<,2>O<,3>、Nb<,2>O<,5>、MnO<,2>、Na<,2>WO<,4>、Co<,2>O<,3>和Bi<,2>O<,3>等氧化物的掺杂也进行了研究.4、通过对上述实验结果的分析,指出现有的以晶粒-晶界处双Schottky势垒为基础的半导体功能陶瓷非线性电输运物理理论具有一定的局限性,它不能完全解释WO<,3>多晶陶瓷的非线性电学行为.

目录

文摘

英文文摘

第一章导论

§1.1本研究的背景和意义

§1.2本文的学术思想与技术路线

§1.3全文的结构安排

第二章WO3的基本物理、化学性质，研究现状和应用前景

§2.1WO3的基本物理性质

2.1.1WO3的晶体结构与相变

2.1.2 WO3的电学性质

2.1.3 WO3的光学性质

2.1.4 WO3的磁学性质

2.1.5 WO3的热学性质

§2.2 WO3的基本化学性质

§2.3 WO3基材料电学性质的研究进展

§2.4 WO3基材料的可能应用

2.4.1电致变色材料

2.4.2固溶体电极材料

2.4.3气体传感材料

2.4.4压敏电阻材料

2.4.5线性热敏材料

2.4.6其它可能的应用

§2.5本章的要点

第三章WO3多晶陶瓷的非线性电学性质

§3.1多晶陶瓷的制备及工艺参数对性能的影响

3.1.1制备工艺流程及基本考虑

3.1.2成型压力对电学性能的影响

3.1.3烧结工艺对电学性能的影响

3.1.4电极材料对电学性能的影响

3.1.5合理的WO3多晶陶瓷制备工艺参数

§3.2 WO3多晶陶瓷在不同条件下的伏安特性

3.2.1 WO3多晶陶瓷的非线性电学性质

3.2.2环境温度对WO3陶瓷电学性质的影响

3.2.3交、直流外场下的伏安特性

3.2.4样品厚度对WO3陶瓷伏安特性的影响

3.2.5时间因素对WO3陶瓷电学性质的影响

3.2.6其它因素对伏安特性的影响

3.2.7 WO3多晶陶瓷的铁电性质

§3.3 WO3多晶陶瓷的显微结构及其与电学性质的关系

3.3.1 WO3多晶陶瓷的XRD分析

3.3.2 WO3多晶陶瓷的EPM分析

§3.4 WO3薄膜的磁控溅射制备、电学性质和显微分析

3.4.1 WO3薄膜的制备过程

3.4.2 WO3薄膜的伏安特性和显微结构

3.4.3 WO3多晶薄膜所反映的物理问题

本章的总结

第四章掺杂WO3多晶陶瓷的非线性电学性质

§4.1一价碱金属离子的掺杂

4.1.1锂掺杂对电学性质的影响

4.1.2钠掺杂对电学性质的影响

§4.2铌掺杂对电学性质的影响

§4.3 Mn和Co掺杂对电学性质的影响

4.3.1 Mn掺杂对电学性质的影响

4.3.2 Co掺杂对电学性质的影响

§4.4对WO3-Na2CO3-MnO2系列的研究

4.4.1Bi掺杂对电学性质的影响

4.2.2 Co掺杂对电学性质的影响

4.4.3Al掺杂对电学性质的影响

本章的总结

第五章WO3多晶陶瓷中非线性电输运的物理模型

§5.1流行的多晶陶瓷非线性电输运特性物理模型

5.1.1多晶陶瓷的结构特点和电学性质

5.1.2双Schottky势垒的隧穿模型

§5.2 WO3多晶陶瓷的压敏特性

§5.3 WO3多晶陶瓷的压敏模型

第六章本文的研究结论和发展展望

§6.1本论文工作的总结

§6.2有关问题在今后的发展展望

参考文献

攻读博士期间完成的相关论文

后记