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NTC(负温度系数)热敏陶瓷的电阻率随温度升高而呈指数关系降低,被广泛应用在温度测量,温度控制以及温度补偿等领域。根据国内外热敏陶瓷材料的研究进展及存在的主要问题,采用了 X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和电学性能测试仪等系统研究了SrBiFeO基陶瓷的相组成、显微结构、电性能和导电机理的影响规律;系统研究了以BaCO3、Nb2O5和MnO2作为施主掺杂物的SrBiFeO基NTCR陶瓷的显微结构和电性能;系统研究了添加氧化物的SrBiFeO基陶瓷材料的显微结构和电性能。关于SrBiFeO陶瓷的制备及其应用开发方面的研究,国内外都报导很少,主要结果如下: 采用固相合成工艺,制备了SrBiFeO热敏陶瓷样品,借助X射线衍射、扫描电镜、阻温测试仪和交流阻抗谱考察了其微结构、直流电阻、介电、阻抗和电学模量方面的电学性能,XRD图谱显示其具有高纯度的SrBiFeO主晶相,SEM分析表明其具有优良的陶瓷结构特征:晶粒的生长情况良好,结构致密,晶界清晰。 复阻抗谱图呈现出非理想德拜模式,有两个部分叠加的Cole-Cole类半圆弧,对应于晶界和晶粒电阻;复阻抗谱虚部与频率关系显示存在两种弛豫效应,对应于晶界弛豫和晶粒弛豫;相变对晶粒的导电性能影响不大,但是对晶界影响较大。 系统地研究了掺杂BaCO3、Nb2O5和MnO2对SrBiFeO陶瓷材料的显微结构和电性能的影响规律,其结论如下:随着BaCO3掺杂量的增加,室温电阻率和B25/85值呈现逐渐增大的趋势;随着Nb2O5掺杂量的增加,而室温电阻率和B25/85值呈现先减小后增大的趋势;但是随着MnO2掺杂量的增加,而室温电阻率和B25/85值呈现先增大后减小的趋势。 选择不同的掺入时机对SrBiFeO基NTC材料的物相结构没有影响;与预烧后掺入掺杂剂相比,在预烧前掺入掺杂剂有利于离子的扩散;在相同的烧结工艺下,预烧前掺入掺杂剂的样品的平均晶粒尺寸与预烧后掺入掺杂剂的样品的平均粒径尺寸大小接近;预烧前掺入掺杂剂的,样品的电阻率要比预烧后掺入的掺杂剂的样品的室温电阻率小,但电阻率-温度特性B值变大。 研究了SrBi2Fe2O9基NTC材料的组成、显微组织和电性能。研究结果表明,实验样品均在较宽的温度范围内显示了良好的NTC特性。样品的平均晶粒尺寸随着材料烧成温度的增加而增大。与此同时,样品的室温电阻率和B25/85值减小。SrBi2Fe2O9陶瓷内部有晶界和晶粒对其导电性能产生影响。