高壓SnO-,2-壓敏陶瓷研究及新型低壓—高介壓敏、無鉛壓電材料探索.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：y934330單位代碼：10422學(xué)號(hào)：⑧J▲東歲，番博士學(xué)位論文ShandongUniversityDoctoralDissertation論文題目：3雨鯽。雁么夠喀塌索山折犁侑廳、一3青廳叢、元；蜥，龜事彳料擴(kuò)藕作者姓名i避f丑壘專業(yè)遜墨煎!堡墨蓋萋票羞妻垂遂壑煎專業(yè)技術(shù)職務(wù)望五釜盆壘煎h以年r月彤日山東大學(xué)博士學(xué)位論文的摻雜改性研究。第四章研究了Y203和Gd203對(duì)(Co，Nb)摻雜的Sn02(SCN)壓敏電阻電學(xué)

2、性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Y203和OdE03摻雜均能大幅度提高Sn02壓敏電阻的壓敏電壓。摻雜15％摩爾V203可將SCN的電壓梯度從26tV／mm提高到758V／mm，摻雜2O％摩爾Gd203可提高到1560V／ram。適當(dāng)?shù)膿诫s還可以提高SCN的電學(xué)非線性。Y203和Gd203摻雜的SCN系列壓敏電阻的非線性系數(shù)峰值分別達(dá)到155和30。對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)和勢(shì)壘高度測(cè)量表明，晶粒尺寸的減小和有效勢(shì)壘數(shù)目的增多是壓敏電壓和非線性系數(shù)提

3、高的直接原因。進(jìn)一步研究表明，Y203和Gd203分別和Sn02反應(yīng)生成偏析于晶界上的錫酸鹽(如：V2Sn207)可能在燒結(jié)過程中阻止了晶粒的生長。相對(duì)于Y203和Gd203，Sc203和In203能更有效地提高Sn02壓敏材料的電壓梯度和電學(xué)非線性，In203顯得尤為特出，結(jié)果表明，Sc203、In203對(duì)Sn02壓敏電阻電學(xué)性能影響的根本機(jī)制和Y203、Gd203并不完全相同。在第五章中，就Sc203和In203對(duì)Sn02壓敏電阻電

4、學(xué)性能的影響展開了深入的研究和討論。對(duì)于SCT系列，0065％摩爾Sc203可將非線性系數(shù)提高到19，009％摩爾Sc203可將電壓梯度從303V／mm提高到1281V／mm。與Y203、Gd203不同的是，Sc203的摻雜量少得多，進(jìn)一步的Sc摻雜(大于O12％摩爾)將會(huì)使SCT系列壓敏材料失去壓敏性。由于摻雜量較少，除Sn02主晶相外，從X光衍射(XRD)圖譜上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的第二相結(jié)構(gòu)。使用高分辨率透射電鏡(HRTEM)對(duì)Sn02壓

5、敏陶瓷晶界進(jìn)行分析，也未發(fā)現(xiàn)第二相結(jié)構(gòu)。因此我們這樣推測(cè)：燒結(jié)過程中，Sc203熔入了Sn02晶格，形成了固溶體，但由于Sc離子的半徑大于Sn離子的半徑，部分隔離在晶界上Sc203阻礙了晶粒的生長。在此結(jié)論的基礎(chǔ)上，通過In203摻雜的SCT系列壓敏電阻研究了燒結(jié)溫度對(duì)Sn02壓敏材料電學(xué)性能的影響。燒結(jié)溫度在1350—14000C之間時(shí)，隨燒結(jié)溫度的提高，電壓梯度降低，介電常數(shù)增大，非線性系數(shù)有降低的趨勢(shì)。晶粒尺寸隨燒結(jié)溫度的升高而增