学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

金属Ni/陶瓷复合PTCR材料的研究

作　者: 王华涛
导　师: 曲远方
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: Ni (Ba Sr)TiO3 复合 PTC效应 玻璃添加剂 新工艺
分类号: TB333
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 132次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文研究了金属Ni/陶瓷复合PTCR材料的机理、数学模型和影响因素。根据数学模型,重点讨论了工艺过程对复合材料性能的影响,分析了提高复合材料性能的有效途径。并研究了一种能够降低复合材料的室温电阻率,提高其升阻比的玻璃添加剂。初步研究了一种NiO代替金属Ni的新工艺。通过研究复合材料的电阻率和金属的体积分数的关系,得到如下结论:金属Ni和(Ba,Sr)TiO3陶瓷的复合属于两相物质颗粒态的均匀混合,其电阻混合方式是混联模式,符合GEM方程,电阻率可通过下式近似的估算:。通过该式可推导出复合材料升阻比的计算公式。复合材料的升阻比由陶瓷基质的电阻率和升阻比、金属的体积分数和电阻率、结构因子决定。由该式可知,通过调节金属的体积分数能够实现复合材料的低阻化;复合材料的电阻率随陶瓷基质电阻率的升高而变大,这是复合材料具有PTC效应的主要原因。通过相关的计算可知:降低陶瓷基质的电阻率、提高陶瓷基质的升阻比,防止金属的氧化、降低结构因子有利于获得低室温电阻率、大升阻比的PTC复合材料。工艺条件对复合材料性能的影响是复杂的。还原烧成过程中,陶瓷的室温电阻率降低,PTC效应消失;烧成温度越高,陶瓷颗粒之间的接触电阻越小。氧化过程中,O2的扩散使陶瓷的电阻增加、PTC效应得到部分恢复,也使部分金属Ni被氧化。本实验工作条件下,烧成温度提高、保温时间适当延长复合材料的室温电阻率降低;氧化温度提高、氧化时间适当延长复合材料的室温电阻率增大、升阻比提高;成型压力适当增大,复合材料的室温电阻率降低、升阻比减小。适量的玻璃添加剂在烧结过程中,产生液相,促进了烧结,降低了试样的室温电阻率,提高了试样的PTC效应。采用NiO代替金属Ni的新工艺具有可以控制金属粉的粒度、金属颗粒在复合PTC材料中的分布更加均匀的优点。为获得性能优良的复合PTC材料提供了新途径。

全文目录


第一章 文献综述  7-17
  1.1 PTCR材料的发展  7
  1.2 PTCR材料的特性和应用  7-9
    1.2.1 电阻－温度特性  7-8
    1.2.2 电压－电流特性  8-9
    1.2.3 电流－时间特性  9
  1.3 PTCR材料的分类  9-11
  1.4 BaTiO3系PTCR材料的理论解释  11-17
    1.4.1 Heywang模型和Jonker模型  11
    1.4.2 Daniels钡空位模型和叠加势垒模型  11-14
    1.4.3 Desu的界面析出模型  14-16
    1.4.4 晶界处电子陷阱的主要来源  16-17
第二章 课题背景及现状  17-20
  2.1 课题背景  17
  2.2 BaTiO3系PTCR材料低阻化的主要途径  17-19
  2.3 本课题的提出  19-20
第三章 实验部分  20-23
  3.1 原料  20
  3.2 工艺过程  20-21
  3.3 测试手段  21-23
第四章 结果与讨论  23-59
  4.1 实验的理论基础  23-39
    4.1.1 试样PTC效应的失去和恢复机理  23-25
    4.1.2 金属/陶瓷复合PTCR材料的机理  25-33
      4.1.2.1 复合材料的电阻复合方式  25-32
      4.1.2.2 复合材料低阻化和PTC效应的机理  32-33
    4.1.3 影响复合材料室温电阻率和升阻比的因素  33-39
      4.1.3.1 陶瓷基质的电阻率和升阻比对复合材料电阻率和升阻比的影响  33-35
      4.1.3.2 金属相体积分数对复合材料电阻率和升阻比的影响  35-36
      4.1.3.3 金属相电阻率对复合材料电阻率和升阻比的影响  36-38
      4.1.3.4 结构因子对复合材料电阻率和升阻比的影响  38-39
  4.2 工艺条件对复合材料性能的影响  39-51
    4.2.1 烧成温度对复合材料室温电阻率的影响  39-43
    4.2.2 氧化处理制度对复合材料性能的影响  43-46
    4.2.3 成型压力对复合材料性能的影响  46-48
    4.2.4 烧成温度对复合材料升阻比的影响  48-49
    4.2.5 陶瓷粉球磨时间对复合材料性能的影响  49-51
  4.3 今后提高复合材料性能的设想  51-52
    4.3.1 工艺条件  51
    4.3.2 原料  51-52
  4.4 添加剂对复合材料性能的影响  52-55
    4.4.1 实验  52
    4.4.2 结果与结论  52-55
      4.4.2.1 玻璃添加剂对复合材料烧结性能的影响  52-53
      4.4.2.2 玻璃添加剂对复合材料电性能的影响  53-55
  4.5 金属/陶瓷复合材料的新工艺  55-59
    4.5.1 实验  55
    4.5.2 结果与结论  55-59
      4.5.2.1 金属Ni的生成  55-57
      4.5.2.2 新工艺的优点  57-58
      4.5.2.3 结论  58-59
第五章 结论  59-60
参考文献  60-64
发表论文和参加科研情况说明  64-65
致谢  65

相似论文

  1. 稀土元素掺杂Ca3Co4O9与Ag复合材料的制备及热电性能,TQ174.1
  2. PBO/SWNT复合纤维的制备及结构与性能研究,TQ340.64
  3. 长纤维增强铝基复合材料的高速弹丸撞击特性研究,TB332
  4. TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的制备及摩擦学性能,TB332
  5. Gr/Al-Mg复合材料抗热震与抗烧蚀性能研究,TB332
  6. (ZrB2-ZrO2)/BN复合材料的反应热压烧结及其力学性能,TB332
  7. 一种基于复合节流的气浮直线运动基准设计方法,TG83
  8. 超低碳贝氏体钢CO2激光-GMA复合焊接特性研究,TG456.7
  9. 复合超声振动拉丝的理论与实验研究,TG663
  10. 超声波钎焊填缝及钎缝优化工艺研究,TG454
  11. 硬质合金与钢连接工艺及机理研究,TG454
  12. 基于直接侧向力/气动力复合控制的姿态控制律设计,V249.1
  13. 会展建筑空间复合化设计研究,TU242
  14. 电动车用复合结构永磁同步电机系统的仿真研究,TM341
  15. 电网电压不平衡时复合型PWM整流器控制策略的研究,TM461
  16. 锂离子电池用多元Sn合金基碳复合材料的研究,TM912.9
  17. 电动车用轴径向—轴向磁通复合结构永磁同步电机的研究,TM341
  18. 移动质心与直接力复合控制动能弹控制方法研究,TJ765
  19. 七坐标数控纤维铺放设备的控制系统及铺放头的研制,TG659
  20. 鹅肉超高压保鲜的研究,TS251.1
  21. 马铃薯交联复合变性淀粉的制备研究,TS236.9

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 金属－非金属复合材料
© 2012 www.xueweilunwen.com