TiO-,2-壓敏陶瓷及環(huán)形元件的研究.pdf

1、該學(xué)位論文是關(guān)于探索TiO<,2>壓敏陶瓷用于微電機消噪的環(huán)形壓敏電阻的可行性方面的研究.該類元件不僅要求其具有伏安非線性特性,同時還應(yīng)具有較大的電容量.目前國內(nèi)該類產(chǎn)品有SrTiO<,3>系列或ZnO系列,但前者工藝復(fù)雜,后者不具備電容性.現(xiàn)有研究業(yè)已表明,TiO<,2>壓敏陶瓷具有此項應(yīng)用的開發(fā)潛力,極有可能被開發(fā)成為一個新的系列.在前期關(guān)于n型半導(dǎo)化TiO<,2>陶瓷的基本特性的研究基礎(chǔ)上,該文針對上述具體應(yīng)用,在TiO<,2>陶

2、瓷的低壓化及高介電系數(shù)改性方面進行了系統(tǒng)的研究.首先,改Nb<,2>O<,5>作為施主摻雜,同時調(diào)整受主SrCO<,3>、助燒劑Bi<,2>O<,3>等的摻雜劑量,摸索出了適合于微電機消噪的低壓TiO<,2>系電容—壓敏復(fù)合功能材料的優(yōu)化組成配方,為進一步開發(fā)研究積累了實驗經(jīng)驗.其次,系統(tǒng)地測試了ZnO、SrTiO<,3>和TiO<,2>不同系列的低壓壓敏陶瓷的J-E特性,綜合分析了這類材料的晶界導(dǎo)電行為,以雙Schotty勢壘模型為基

3、礎(chǔ),明確提出了在一般情況下(電場不太大),其導(dǎo)電機制仍然是晶界電子熱發(fā)射過程.再次,在工藝技術(shù)方面做了大量細致的實驗研究.已經(jīng)探明:與傳統(tǒng)的裸燒工藝相比,埋燒可以降低材料參數(shù)E<,10mA>,增大材料的視在介電常數(shù)ε<,rα>;適當(dāng)?shù)偷臒Y(jié)溫度,有利于降低材料參數(shù)E<,10mA>和增大視在介電常數(shù)ε<,rα>,但同時非線性系數(shù)α也相應(yīng)較小,較佳的燒結(jié)溫度為1250℃左右.此外,根據(jù)擬定元件形體結(jié)構(gòu)和性能參數(shù),推算出了元件的主要電性能參數(shù)