【摘 要】
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采用稀土气相扩渗的方法,制备了La,Gd,Pr改性的BaTiO基PTC陶瓷,对温-阻效应及室温电阻的变化进行了研究.结果表明:BaTiO基PTC陶瓷经稀土气相扩渗后,与稀土液相掺杂截然不同,
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采用稀土气相扩渗的方法,制备了La,Gd,Pr改性的BaTiO<,3>基PTC陶瓷,对温-阻效应及室温电阻的变化进行了研究.结果表明:BaTiO<,3>基PTC陶瓷经稀土气相扩渗后,与稀土液相掺杂截然不同,产生了明显的NTCR效应.并且室温电阻率得到十分明显的改善.在不同的粉料配方的基础上制备的BaTiO<,3>基PTC陶瓷,经La扩渗后,室温电阻率分别下降为2.5×10<5>Ω·m、70Ω·m、220Ω·m和40Ω·m;经Pr扩渗后,室温电阻率分别下降为3.5×10<4>Ω·m、50Ω·m、9.6Ω·m和5.0Ω·m;经Gd扩渗后,室温电阻率分别下降为1.3×10<4>Ω·m、98.5Ω·m、2.3×10<4>Ω·m和32.4Ω·m.而La、Gd掺杂的所有BaTiO<,3>基PTC陶瓷的室温电阻率均在10<4>Ω·m以上.借助于XRD、SEM、EDAX分析了稀土气相扩渗BaTiO<,3>基PTC陶瓷NTCR效应形成机理,初步建立了NTCR效应的物理结构模型.稀土元素小部分渗入BaTiO<,3>基PTC陶瓷的晶粒中,生成了新的化合物,大部部分稀土元素均匀分布在晶界,增大了晶界面积,并且扩渗后陶瓷体系的极化能力增强.晶粒内稀土元素与晶界上稀土元素协同作用,随着温度的升高,不断的降低晶界势垒高度,实现了温-阻变化的NTCR效应.在BaTiO<,3>陶瓷基础上,进行了锆钛酸钡的稀土改性研究.以无机锆为锆源,采用溶胶凝胶法制备出锆钛酸钡纳米粉体.分析了溶胶体系工艺参数的影响,确定了最佳的溶胶工艺条件:溶胶温度40℃,溶胶pH 3.5,溶胶浓度0.05~0.1mol·1<-1>.通过IR、GC-MS分析了锆钛酸钡溶胶的形成机理,结果表明:锆钛酸钡的溶胶过程生成以已二醇、冰乙酸为主要支链,金属氧键为中心的链状聚合体.并通过XRD、TEM、TG-DTA对其物相的形成分析与表征,表明凝胶经800℃烧结,获得粒度为20~40nm,近球形的单一钙钛矿相锆钛酸钡粉体.在溶胶凝胶制备锆钛酸钡的基础上,制备了Er、Dy掺杂改性的Ba(Zr<,0.2>,Ti<,0.8>)O<,3>陶瓷,并对其介电性能进行了研究,结果表明:Er对Ba(Zr<,0.2>,Ti<,0.8>)O<,3>陶瓷介电性能改善要好于Dy.当Er的掺杂摩尔分数为0.15﹪时,获得了介电常数高达12767,介电损耗为1.1﹪,介电性能的频率稳定性好,介温特性优良的稀土掺杂改性BaZr<,0.2>Ti<,0.8>O<,3>陶瓷.
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