Ce、Ti含量對白鎢礦結(jié)構(gòu)Ca-Ce-Ti-W-O系高溫NTC熱敏材料性能影響.pdf

1、NTC熱敏電阻由于具有價格低廉、輸出信號大等優(yōu)點在高溫測溫領(lǐng)域(>300℃)具有顯著優(yōu)勢。采用Mn、Co、Ni等過渡金屬的氧化物制備的傳統(tǒng)尖晶石系NTC熱敏電阻高溫穩(wěn)定性差,只適用于300℃以下溫度測量。近年來新發(fā)現(xiàn)的白鎢礦結(jié)構(gòu)NTC熱敏材料被認為是一種很有前景的高溫NTC熱敏材料。本論文采用Ca-Ce-Ti-W-O系統(tǒng)制備白鎢礦結(jié)構(gòu)高溫NTC熱敏材料,重點研究其在高溫下的電導特性、老化特性以及電導機理和老化機理等。
　　首先采用

2、正交試驗方法系統(tǒng)研究了Ca-Ce-Ti-W-O陶瓷的相組成、離子電導比例等指標隨Ce含量、Ti含量、燒結(jié)溫度三個變量的變化規(guī)律,從而得出制備白鎢礦結(jié)構(gòu)條件以及制備純電子電導型NTC熱敏材料條件。
　　然后根據(jù)正交分析結(jié)論,細致研究了Ce含量對CaWO4-xCeTi2O6陶瓷晶體結(jié)構(gòu)、阻溫特性、離子電導比例和高溫穩(wěn)定性的影響。當0.2≤x≤0.5時在1200–1300℃燒結(jié)制備的材料主晶相為白鎢礦結(jié)構(gòu)CaWO4相。CaWO4-xCe

3、Ti2O6陶瓷在40–800℃的阻溫特性具有顯著的NTC特性,電阻率隨Ce含量和燒結(jié)溫度的升高而降低。熱敏電阻的直流極化測試表明體系NTC效應(yīng)為純電子電導型。熱敏電阻的高溫穩(wěn)定性隨燒結(jié)溫度的升高而提高,1300℃燒結(jié)制備的熱敏電阻在500℃老化200h的老化系數(shù)為1~8％。CaWO4-xCeTi2O6NTC熱敏材料的導電機理采用小極化子理論進行了解釋,NTC特性由白鎢礦結(jié)構(gòu)A位的Ce4+/Ce3+離子對之間的跳躍電子導電引起。