Effect of doping method and sintering temperature on microstruct...

本文研究了掺杂方法和烧结温度对纳米级BaTiO3陶瓷微结构和电性能的影响，是涂文芳与姜胜林合作完成的研究。研究关注了液相沉积包覆法与传统球磨法这两种不同的掺杂技术，以及烧结温度对材料性能的作用。 本研究采用了液相沉积包覆法，这种方法涉及将Y(OH)3沉积在BaTiO3纳米颗粒的表面。液相沉积包覆法能够提高晶粒尺寸和微结构的均匀性，使得添加剂在纳米级BaTiO3陶瓷中呈现均匀分布，并改变了晶界结构的特性。研究结果表明，液相沉积包覆法制备的样品具有更好的微结构均匀性。 另外，研究还测试了不同烧结温度对样品电阻率的影响。通过在不同温度下烧结，研究人员发现，升高烧结温度虽然不能改变晶粒的电阻率，但是能够显著提高晶界电阻率。特别是当样品在1250℃的温度下烧结时，观察到纳米级BaTiO3陶瓷的正温度系数热敏电阻（PTCR）效应得到了增强。 本研究还发现，1250℃下烧结的样品，其室温电阻为37.8Ω·cm，阻值范围（Rmax/Rmin的对数）为4.8，电阻温度系数达到56%/℃。这些数值指标说明了液相沉积包覆法在提高PTCR效应方面的优势。 为了深入了解BaTiO3陶瓷中的PTCR效应，研究人员还回顾了与PTC效应相关的传导模型。最被接受的PTCR效应传导模型是由Heywang和Jonker提出的。这一模型认为，在晶界区域表面受体状态的电子捕获效应形成一个势垒，这种势垒导致在居里温度以上电阻率立即升高。 作为导电性钛酸钡基热敏电阻器广泛应用于保护装置、加热元件和温度传感器等领域。BaTiO3陶瓷在居里温度以上展示出非寻常的电阻率行为，也就是正温度系数电阻率（PTCR）现象。这使得对于理解掺杂方式、烧结温度与材料的微结构和电性能之间的关系变得十分必要。 研究者涂文芳和姜胜林利用中国科技论文在线提供的平台发表了研究成果。他们的研究对材料科学领域，尤其是纳米级陶瓷材料在电子技术中的应用具有重要意义。通过掌握这些因素对材料性能的影响，研究人员可以更好地设计和制备具有特定电性能要求的纳米陶瓷材料。这项工作不仅能够为现有的技术提供改进，还可能催生新的技术应用。