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多层片式PTCR材料配比与还原-再氧化工艺研究

作 者: 张波
导 师: 傅邱云
学 校: 华中科技大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: PTCR 还原再氧化 烧结温度 再氧化温度 Y掺杂 Ba/Ti比
分类号: TN605
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 16次
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内容摘要


随着表面贴装技术的发展,PTCR热敏陶瓷元件也朝着微型化和集成化方向发展。为进一步适应片式PTCR陶瓷元件的小尺寸,低电阻率和高升阻比等要求,本文针对叠层片式PTCR热敏陶瓷元件的还原再氧化制备工艺,主要围绕还原性气氛下烧结温度、再氧化处理温度、Y掺杂含量以及Ba/Ti比对瓷体材料性能的影响展开了相关的研究工作。本文的BaTiO3粉体采用传统的固相法制备技术获取,利用有机流延成型技术制备陶瓷生坯样品。通过改变还原性气氛中的烧结温度和改变再氧化处理的温度,从平均晶粒尺寸、电阻率、升阻比和耐压值几个方面进行了对比分析。另外,在瓷体材料配比的性能改进优化方面,从Y掺杂含量的电学性能影响入手,结合Ba/Ti比的不同,研究分析了不同Ba/Ti比下的Y掺杂所起的作用。结果表明,在1215℃至1295℃的温度范围内,随着还原性气氛下烧结温度的增加,瓷体平均晶粒尺寸将会逐渐增大,并且在相同的再氧化处理条件下样品的再氧化程度降低。瓷体材料的电阻率随再氧化处理温度的增加呈现出抛物线变化规律,升阻比和耐压值都呈现出递增的变化趋势。材料的电阻率随着Y含量的增加,在0.5mol%至0.8mol%的范围内呈现出递增的关系,升阻比呈现出递减的变化趋势。Ba过量的样品可在还原再氧化制备工艺中获得相对于Ti过量样品更加良好的PTC效应。最终,本文确定了还原再氧化制备工艺的最佳烧结温度应该保持在1215℃至1250℃范围内,最佳再氧化温度在800℃至850℃区间。并在Ba/Ti比为1.01,Y掺杂含量为0.4mol%时,在还原性气氛中以1230℃烧结,并通过850℃再氧化处理获得了平均晶粒尺寸为1.1μm,电阻率为256.7?·cm和升阻比为218的片式PTCR热敏陶瓷元件样品。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-19
  1.1 PTC 热敏电阻元件概况  7-13
  1.2 PTC 热敏电阻元件的研究现状与发展  13-16
  1.3 课题研究意义与主要内容  16-19
2 片式PTC 热敏陶瓷元件的还原再氧化制备工艺  19-32
  2.1 固相法制备粉体及流延工艺成型  19-23
  2.2 还原性气氛下烧结温度对陶瓷材料性能的影响  23-28
  2.3 再氧化处理温度对陶瓷材料电学性能的影响  28-30
  2.4 本章总结  30-32
3 BaTiO_3 粉体的性能研究  32-44
  3.1 Y 含量对陶瓷材料性能的影响  32-34
  3.2 Ba/Ti 比对陶瓷材料性能的影响  34-43
  3.3 本章总结  43-44
4 结论与展望  44-46
  4.1 结论  44-45
  4.2 展望  45-46
致谢  46-48
参考文献  48-53
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录  53

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电子元件、组件 > 一般性问题 > 制造工艺及设备
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