施主掺杂batio3基陶瓷的晶界再氧化工艺研究.pdf

陕西科技大学
硕士学位论文
施主掺杂BaTiO<,3>基陶瓷的晶界再氧化工艺的研究
姓名:杨文虎
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:蒲永平
20090501
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施主掺杂基陶瓷的晶界再氧化工艺的研究摘要钛酸钡系正温度系数陶瓷材料以其独特的电阻温度特性而被广泛应用于应用于电力设备、电子器件以及汽车行业等诸多领域。而具有低室温电阻率、大升阻比、高耐压的高性能材料的制备已成为钛酸钡陶瓷材料研究的热点领域。本研究以降低室温电阻率和提高升阻比为目的,在还原气氛下烧结高施主掺杂的基陶瓷,获得具有大晶粒尺寸、低室温电阻率的陶瓷。之后,还原性的样品在不同的氧分压下及不同的温度进行氧化,利用鄄煅繁砻嫖⒐劢峁沟谋浠袄米栉虏饬恳遣舛妗孀栉绿匦郧摺L致哿肆俳绮粼优ǘ鹊某梢蚣安煌縏蕴沾缮结的作用。探讨了晶界的再氧化机理并解释在不同的再氧化过程中,缺陷结构的变化与晶界势垒的形成的关系。主要内容包括以下几个方面:尤攘ρб约熬褰峁够У慕嵌瘸龇ⅲ粤俳绮粼优ǘ冉辛理论计算和推导。结果表明:释放氧所需的能量与施主离子的种类无关,因而临界施主掺杂浓度为一定值;临界掺杂浓度时的晶粒尺寸越小,在晶粒重结晶过程中所需施主掺杂浓度就越大。;℃的气氛中烧结样品,冷却后的样品在妗娴目掌进行再氧化处理,通过测试其阻温特性发现:没有经过再氧化处理的样品不具有вΓ辉诓粼优ǘ热范ǖ奶跫拢返腜效应随着氧化温度的升高而增强,最大的升阻比出现在ナ保渲滴。但是当施主掺杂浓度%时,其样品在娴脑傺趸露认戮鸵丫怠Mü扫描电镜研究了高施主掺杂镧对于再氧化后钛酸钡陶瓷样品的电阻率及微观结构的影响。结果表明:晶粒尺寸随着掺杂量的增加而变小。而的临界掺杂浓度与空气中烧结相比也获得了明显的升高。訫J苤鳎琇为施主对钛酸钡陶瓷进行掺杂,并对还原气氛下烧结的样品分别在婧娴奈露认陆性傺趸怼Q芯苛镧锰共掺杂和再氧化工艺对于钛酸钡陶瓷阻温特性及微观结构的影响。结果表明:钛酸钡陶瓷的阻温特性与施主、受主的掺杂比例和烧结气氛有关;与在空气下烧结相比,在还原气氛下烧结能明显的提高施主掺杂的临界浓度,
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同时随着再氧化温度从嫣岣叩妫琍效应明显增强。晶粒尺寸随着施主掺杂浓度的提高而变小。离子的掺入造成钛酸钡晶格结构更为紧密,阻碍了晶格内部氧离子向外部的扩散,导致了明显的效应,最大的升阻比在的掺杂浓度为%,再氧化温度为℃时升阻比可达以上。说明低氧分压下的烧结环境可以有效提高施主掺杂的临界浓度,降低基陶瓷的室温电阻率,而适量的受主杂质的加入可以明显改善陶瓷的вΓ竦媒细叩纳璞取关键词:施主掺杂,受主掺杂,晶界再氧化,钛酸钡,вⅡ
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论文作者签名:雄导师签名:搁玉盏实巧吹原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明关于学位论文使用授权的声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑期:期:
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髀基陶瓷的半导化方法鲤圭丝垒墼醒堡墓堕鸯丝昌昼基氢丝王茎堡窒陶瓷材料的研究就一直没有停止,并且取得了一系列研究成果,其应用范围也不断扩大至电子通讯,家用电器、汽车工业和自动控制等领域。又由于钛酸钡基陶瓷具有优良的压电性、铁电性、热释电性、高介电性而备受关注,目前己成为现代功能陶瓷中最重升阻比大的材料。为了获得这样阅苡旁降牟牧希敫鍪兰鸵岳矗蒲Ъ颐峭过对基陶瓷材料的大量研究发现:施主和受主的掺入会显著地影响材料的急剧下降,并呈现出半导体的性质。稀土元素是一特殊的系列元素,特别是镧系元素的氧化物作为添加剂在功能陶瓷改性方面发挥出了重要的作用,被誉为现代化学工业的维他命【。在许多重要领域都有应用,如发光材料,磁性材料等。也颇为密切。由于纯的陶瓷是一种良好的绝缘体,不具有вΓ虼艘O牖得半导的、低室温电阻和高升阻比的陶瓷,必须对进行施、受主掺杂改性。究的发展状况及工业界存在的问题,最后介绍本