稀土氧化摻雜對三氧化鎢陶瓷微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性影響的研究.pdf

1、論文總結(jié)了壓敏電阻材料研究與發(fā)展現(xiàn)狀,著重強調(diào)了低壓壓敏電阻材料研究和開發(fā)的重要意義。通過對比傳統(tǒng)低壓電阻材料,闡明了三氧化鎢(WO3)陶瓷作為低壓壓敏材料的優(yōu)勢,分析了WO3壓敏陶瓷研究和開發(fā)所存在的主要問題。文章以未摻雜燒結(jié)的WO3陶瓷為研究對象,分析了陶瓷壓敏行為的物理機理,研究了過渡金屬氧化物十一氧六鐠(Pr6O11)和三氧化二鉍(Bi2O3)摻雜對WO3陶瓷微觀結(jié)構(gòu)特征,燒結(jié)特性和電學(xué)行為的影響。
　　 通過研究未摻雜

2、的WO3陶瓷樣品微觀結(jié)構(gòu)及形貌特征和電學(xué)行為特性,表明,WO3陶瓷的壓敏特性與傳統(tǒng)的氧化鋅(Zno)和二氧化錫(SnO2)系壓敏陶瓷有明顯的不同,可能歸結(jié)于不同的壓敏行為機理；研究也顯示,WO3陶瓷的壓敏行為對不同的氣氛非常的敏感。俄歇電子能譜(AES)分析表明,WO3陶瓷在冷卻過程中晶粒表面吸附的氧組成了界面態(tài),進一步在晶界形成勢壘可能是WO3陶瓷壓敏行為的起源。
　　 通過大離子半徑和低熔點的過渡金屬氧化物Pr6O11和Bi

3、2O3摻雜,課題首次在常規(guī)燒結(jié)條件下制備出了高致密度的WO3陶瓷樣品。對WO3陶瓷燒結(jié)行為的研究結(jié)果表明,由于WO3熔點低在燒結(jié)過程中易產(chǎn)生分壓,從而阻止陶瓷的致密化,所以燒結(jié)性能差無法獲得致密的陶瓷樣品。而通過引入摻雜元素Pr和Bi后,由于離子半徑較大熔點較低在晶界形成液相,促進了燒結(jié)過程中物質(zhì)傳輸作用從而起到了助燒結(jié)劑的作用。熱機械分析(TMA)分析顯示,液相燒結(jié)和固相反應(yīng)作用是陶瓷致密化的主要機理。因此液相燒結(jié)是提高WO3致密性能

4、一個有效手段。在高致密度的WO3陶瓷的基礎(chǔ)上,論文首次研究了致密化的WO3陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)行為特性。實驗結(jié)果表明,Pr6O11和Bi2O3摻雜使陶瓷結(jié)構(gòu)由疏松多孔結(jié)構(gòu)變成致密化的結(jié)構(gòu),且摻雜明顯地促進了陶瓷晶粒的生長,更高濃度的摻雜使陶瓷的相結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
　　 對陶瓷電學(xué)行為的研究表明,雖然Pr6O11和Bi2O3摻雜在很大程度上提高了陶瓷的致密性,但不能改善陶瓷的壓敏性能。Pr6O11摻雜甚至使陶瓷的壓敏特性隨陶瓷致密