二氧化鈦基壓敏陶瓷制備及性能研究.pdf

1、昆明埋工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要Ti02壓敏陶瓷是一種新型的半導(dǎo)體雙功能元件，具有壓敏電壓低、非線性系數(shù)大，介電常數(shù)高等許多突出的優(yōu)點，廣泛用于低壓領(lǐng)域中作為過電壓保護和浪涌吸收元件。本文從TiO2壓敏陶瓷的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀出發(fā)、綜述了目前的市場前景和發(fā)展趨勢，對Ti02壓敏一電容雙功能低壓).敏陶瓷的性能及工藝研究進行了初步的探索，進一步研究了表面層對TiO2壓敏陶瓷電學(xué)性能的影響，得到了較好的實驗結(jié)果。(1)(Nb，Sr)摻雜的T

2、iO2壓敏陶瓷其敏電壓V1.A為7一22Vmm非線性系數(shù)c為34漏電流IL約為0AmA，相對介電常數(shù)6104介電損耗tans約為0.5.(2)用溶膠一凝膠法和電子陶瓷工藝相結(jié)合制備的(NbSr)摻雜的Ti02壓敏電阻，V1.A=8.4Vmma=3.4IL=0.38mAs104tans=0.78并且具有較高的致密度。(3)稀土La摻雜的Ti02壓敏電阻可使材料的綜合性能得到很好的改善，其典型的性能指標(biāo)為:V1.A=8.5Vmma=5.5I

3、L=0.20mAs=8.30.104tans=0.53。(4)在大氣氣氛下一次直接燒結(jié)法制備的TiO2壓敏陶瓷，其壓敏電壓易受表面氧化層的影響，表面氧化層主要存在于樣品表面3011m以內(nèi)。隨樣品厚度的減少，Vim^從2738Vmm降至8^15Vmm，但非線性系數(shù)、漏電流與介電常數(shù)受表面層的影響甚微，進一步表明了TiO:壓敏陶瓷的非歐姆特性是一種體效應(yīng)。(5)用一次直接燒結(jié)法制備Ti02壓敏電阻，以12800C燒結(jié)2小時的性能較佳，晶粒生

4、長較充分，晶粒分布較均勻，平均粒徑在4.5gm左右，晶界層較薄且均勻地包裹在晶粒周圍。能譜分析表明:受主雜質(zhì)主要偏析于晶界，這有利于形成具有良好壓敏電阻特性的晶界勢壘。在大氣氣氛下燒結(jié)TiO:壓敏電阻，晶粒半導(dǎo)化較充分，無需特殊的還原氣氛，在1了Hz頻率下測得晶粒電阻率約為20f2m.(6)對壓敏電阻元件的壓敏電壓隨晶粒電阻率和晶界電阻率的變化，以及壓敏電壓和介電常數(shù)隨晶粒尺寸的變化規(guī)律進行了簡單模擬分析，與實驗結(jié)果基本一致。關(guān)鍵詞:二

5、氧化欽:壓敏電阻雙功能:表面效應(yīng)摻雜:溶膠一凝膠昆明理工大學(xué)碩上學(xué)位論文八_BSTRACIfrequencyof104Hz.(6)Theinfluenceofresistivityofgrainandgrainboundaryonbreakdownvoltagetheinfluenceofgrainsizeonbreakdownvoltageanddielectricconstantaresimplysimulated.Asawhole