液相法制备BaTiO3-(Bi0.5Na0.5)TiO3系无铅热敏陶瓷材料研究

摘要

本论文主要使用钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)来作为居里温度移峰剂，进行无铅PTC陶瓷的研究和制备。并且通过掺杂改性研究制备了高性能的无铅 PTC陶瓷(Bi0.5Na0.5)aBa1-aTiO3-bY2O3-cMn(NO3)2-d(Li2CO3+SiO2)，通过 XRD、SEM、EDS测试分析了各掺杂对陶瓷微观结构及电性能的影响。
　　通过高分子网络法制备Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)粉体并在不同温度下进行热处理，XRD显示在820℃下合成的粉体物相最均匀，将不同温度合成的BNT粉体制备成BT-BNT陶瓷后发现，性能最佳的陶瓷所使用的BNT粉体的合成温度也为820℃。对于BNT掺杂，陶瓷能做到的最小室温电阻率为263.5?·cm，此时陶瓷的居里温度为152.7℃，升阻比在4个数量级；而对于陶瓷的居里温度，能提高到的最大值为168.5℃，此时陶瓷的室温电阻率高达80×103?·cm，升阻比为3个数量级。
　　在A位施主Y2O3掺杂中，陶瓷室温电阻率随着掺杂量的提升呈U型曲线关系，在掺杂量为0.32 mol％时，陶瓷有最小得室温电阻率为1.4×103?·cm，升阻比为4个数量级，居里温度能达到153.5℃。在受主Mn(NO3)2掺杂中，当掺杂量为0.06 mol%时，陶瓷性能最佳，其室温电阻率为18×103?·cm，升阻比为5个数量级，居里温度为156.4℃。在液相掺杂中(Li2CO3+SiO2)，当掺入量为2 mol%时，陶瓷的电性能最佳，其室温电阻率为403.1?·cm，升阻比为4个数量级，居里温度为157.7℃。
　　本文最后还研究了烧结工艺对陶瓷性能的影响，在空气中1300℃、1320℃、1340℃下分别保温1 h、2h、3 h、4 h后发现在1320℃下保温2 h陶瓷有最佳的性能。

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1绪论

1.1研究的目的意义

1.2国内外发展概况

1.3本课题研究的主要内容

2 钛酸铋钠粉体的液相法合成

2.1 液相法简介

2.2高分子网络法合成钛酸铋钠粉体

2.3 BNT材料性能表征

2.4 合成工艺研究

2.5本章小结

3 钛酸钡-钛酸铋钠系陶瓷的半导化研究

3.1 BaTiO3基陶瓷半导化机理

3.2 BT-BNT陶瓷的制备

3.3 BT-BNT材料的施主掺杂研究

3.4 BT-BNT材料的受主掺杂研究

3.5液相添加剂对BT-BNT体系的影响

3.6 本章小结

4 BT-BNT陶瓷的居里点移动

4.1 BT-BNT陶瓷居里点移动机理

4.2 Bi0.5Na0.5TiO3含量对居里点的影响

4.3材料组分对居里温度的影响

4.4本章小结

5 BT-BNT陶瓷的制备工艺研究

5.1 Bi0.5Na0.5TiO3粉体制备对陶瓷性能的影响

5.2 烧结温度对陶瓷性能的影响

5.3 保温时间对陶瓷性能的影响

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献