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钛酸钡功能陶瓷材料
钛酸钡功能陶瓷材料
钛酸钡功能陶瓷材料是一种非常重要的工程材料，它具有很多的优异特性和性能，因此广泛应用于各种各样的领域和行业中。
下面我将会从两个方面来讨论钛酸钡功能陶瓷材料的特点和应用。
首先是钛酸钡功能陶瓷材料的特点。
一般来说，它具有以下几个方面的特点：
1. 高温稳定性：钛酸钡陶瓷在高温条件下仍能保持其良好的物理和化学性质，可以承受高达1100°C的温度。
2. 高介电常数：该材料的介电常数远高于其他材料，达到了8~10，因此常用于电子和通讯设备中。
3. 良好的压电效应：钛酸钡陶瓷表现出良好的压电效应，因此在精密测量仪器、声学传感器以及医学领域应用广泛。
4. 良好的化学稳定性：钛酸钡陶瓷具有良好的耐腐蚀性和抗化学腐蚀性，可用于制造耐腐蚀的传感器和化学设备。
其次是钛酸钡功能陶瓷材料的应用。
目前钛酸钡陶瓷的应用领域比较
多，例如：
1. 传感器：由于钛酸钡陶瓷具有压电效应，因此可用于制造不同种类
的传感器，如压力传感器、声波传感器、超声波传感器等。
2. 机械零件：钛酸钡陶瓷具有优异的物理性能，如高硬度、高强度等，因此可用于制造机械零件，如轴承、轮轴、喷气发动机等。
3. 电容器：钛酸钡陶瓷具有高介电常数，可用于制造电容器等电子设备。
4. 医疗器械：钛酸钡陶瓷具有良好的生物相容性，不会引起人体免疫
反应，因此可用于制造医疗器械、人工关节等。
综上所述，钛酸钡功能陶瓷材料是一种非常重要的工程材料，具有多
种特点和应用。
随着科技的不断发展，钛酸钡陶瓷将会被广泛应用到
更多的领域中。
高性能钛酸钡陶瓷的制备工艺与应用
高性能钛酸钡陶瓷的制备工艺与应用钛酸钡因具有高介电常数、压电铁电性及正温度系数等优异性能而成为重要的陶瓷材料。
烧结工艺对钛酸钡陶瓷的致密化与显微结构具有重要影响；钛酸钡陶瓷存在介电常数随温度的变化率较大、介电损耗高、击穿场强低、本身存在薄层时吸收强度弱和带宽窄等缺点，常常通过掺杂改性来提高钛酸钡陶瓷的性能，而不同掺杂材料对钛酸钡陶瓷有着不同的影响。
钛酸钡陶瓷应用前景广阔，进一步研究更优良的钛酸钡陶瓷烧结工艺及掺杂工艺有着很重大的意义。
钛酸钡陶瓷烧结工艺目前钛酸钡陶瓷的烧结方式主要有无压烧结、高压烧结、微波烧结、毫米波烧结等。
【无压烧结】无压烧结在常压下进行烧结，主要包括常规无压烧结、两步法烧结、两段法烧结。
常规无压烧结方法是将陶瓷胚体通过加热装置加热到一定温度，经保温后冷却到室温以制备陶瓷的方法。
常规烧结采用高温长时间、等烧结速率进行，此方法需要较高的烧结温度(超过1000℃)和较长的保温时间。
如果烧结温度较低，则不能够形成足够的液相填充胚体里的气孔，材料晶界结合不好并且材料中存在较大的孔洞，此时材料的电性能较差；烧结温度过高，可能导致晶界的移动速度过快，出现晶粒异常增大现象。
两步法烧结的烧结流程为：陶瓷胚体通过加热装置加热到一定温度后不进行保温，立即以很快的速度降温到相对较低的温度进行长时间的保温。
与常规烧结方法相比，两步烧结法巧妙地通过控制温度的变化，在抑制晶界迁移(这将导致晶粒长大)的同时，保持晶界扩散(这是坯体致密化的动力)处于活跃状态，来实现晶粒不长大的前提下达到烧结的目的。
两段法烧结是指在相对较低的温度下保温一段时间，然后再在较高的温度下保温，最后自然冷却。
用此工艺可以降低烧结温度和缩短烧结时间，此方式可以用于烧结细晶钛酸钡陶瓷。
【高压烧结】高压烧结有两种方式，第一种为高压成型常压烧结，第二种为高压气氛烧结。
高压成型常压烧结中，样品在高压下再次加压后，颗粒之间的接触点增加且气孔减少，导致烧结前坯体的相对密度显著增加，而陶瓷烧结活性与样品的压坯密度紧密相关，所以烧结温度显著降低。
钛酸钡陶瓷制备实验报告(3篇)
第1篇实验目的本实验旨在了解钛酸钡陶瓷的制备过程，掌握固相反应法合成钛酸钡陶瓷的实验步骤，并通过对实验结果的分析，探讨影响钛酸钡陶瓷性能的关键因素。
实验原理钛酸钡（BaTiO3）是一种具有钙钛矿结构的压电陶瓷材料，广泛应用于电容器、传感器、换能器等领域。
钛酸钡陶瓷的制备主要通过固相反应法，即利用高温使钡源和钛源发生化学反应，生成钛酸钡晶体。
实验材料1. 纯度≥99.9%的钛酸钡原料2. 纯度≥99.9%的钡源3. 纯度≥99.9%的钛源4. 纯度≥99.9%的氧化铝（Al2O3）作为助熔剂5. 砂轮研磨机6. 高温炉7. 精密天平8. 精密移液器9. 烧结炉10. 显微镜11. X射线衍射仪（XRD）实验步骤1. 原料准备：称取适量的钛酸钡原料、钡源、钛源和氧化铝，精确至0.01g。
2. 原料混合：将称取好的原料放入球磨罐中，加入适量的去离子水，开启砂轮研磨机进行球磨，时间为2小时。
3. 干燥：将球磨后的浆料在60℃下干燥12小时，得到干燥的粉体。
4. 压制成型：将干燥后的粉体进行压制成型，得到尺寸为10mm×10mm×1mm的陶瓷片。
5. 烧结：将陶瓷片放入高温炉中，在1300℃下烧结2小时。
6. 性能测试：对烧结后的钛酸钡陶瓷进行XRD分析，测定其物相组成；使用显微镜观察其微观结构；测量其介电常数和介电损耗。
实验结果与分析1. XRD分析：通过XRD分析，发现钛酸钡陶瓷主要成分为BaTiO3，没有其他杂质相生成。
2. 微观结构：通过显微镜观察，发现钛酸钡陶瓷晶粒尺寸均匀，分布良好。
3. 介电常数和介电损耗：测量结果表明，钛酸钡陶瓷的介电常数为3450，介电损耗为1.89%，满足实验要求。
结论本实验采用固相反应法成功制备了钛酸钡陶瓷，实验结果表明，该方法能够得到物相组成单一、微观结构良好的钛酸钡陶瓷。
通过调整原料配比、球磨时间、烧结温度等因素，可以进一步优化钛酸钡陶瓷的性能。
钛酸钡陶瓷的种类
掺杂元素如锶、钙、镁等，可以改变钛酸钡的介电常数、压电系数、热导率等性能 参数。
通过选择不同的掺杂元素和掺杂量，可以定制钛酸钡陶瓷以满足特定应用的需求。
表面处理
表面处理是为了改善钛酸钡陶 瓷的表面性能，提高其与金属
或其他材料的粘附性。
高介电常数
钛酸钡陶瓷具有很高的介电常数，使其在制造电容器 、电子滤波器等电子元件方面具有优异性能。
压电性
钛酸钡陶瓷具有压电性，即在外力作用下能够产生电 荷，可用于制造传感器和换能器等。
热稳定性
钛酸钡陶瓷具有较好的热稳定性，能够在较高温度下 保持其性能。
钛酸钡陶瓷的应用领域
电子元件
由于其高介电常数和良好的热稳 定性，钛酸钡陶瓷广泛应用于制 造电容器、电子滤波器、电子管 座等电子元件。
。
制备工艺
高纯度钛酸钡陶瓷的制备工艺较为 复杂，需要经过多次提纯、合成和 烧结等步骤，以确保最终产品的纯 度和性能。
应用领域
高纯度钛酸钡陶瓷广泛应用于电子 、通讯、航空航天等领域，作为功 能陶瓷和结构陶瓷的重要原料。
多孔钛酸钡陶瓷
孔隙结构
应用领域
多孔钛酸钡陶瓷具有发达的孔隙结构 ，孔径大小可调，孔隙率较高。
传感器
利用其压电性，钛酸钡陶瓷可以 用于制造压力传感器、加速度传 感器等传感器件。
通讯领域
在通讯领域，钛酸钡陶瓷可用于 制造高频通讯器件，如手机、无 线电通讯设备中的元件。
02
钛酸钡陶瓷的种类
高纯度钛酸钡陶瓷
纯度要求
高纯度钛酸钡陶瓷的原料纯度要 求极高，通常需要达到99.9%以 上，以确保陶瓷的性能和稳定性
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钛酸钡和钛酸铋
钛酸钡（BaTiO3）和钛酸铋（Bi2TiO5）都是常见的铁电材料，它们在电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等领域有着广泛的应用。
这两种材料都具有铁电性和压电性，但它们的性能和应用有所差异。
1. 钛酸钡（BaTiO3）：
- 铁电性能：钛酸钡是一种典型的铁电材料，具有良好的介电性能和铁电性能。
- 应用：由于其优异的介电性能，钛酸钡被广泛应用于多层陶瓷电容器（MLCCs）、热敏电阻、压电陶瓷等领域。
- 稳定性：钛酸钡在高温下的稳定性相对较好，这使得它在高温环境下的应用中具有优势。
2. 钛酸铋（Bi2TiO5）：
- 铁电性能：钛酸铋也是一种铁电材料，但相比钛酸钡，它的铁电性能较低。
- 应用：钛酸铋通常用于制备层状结构材料，如复合氧化物，这些材料在高温环境下的电性能更为稳定。
- 稳定性：钛酸铋在高温下的稳定性较差，因此在高温应用中可能需要与其他材料结合使用。
钛酸钡和钛酸铋都是重要的铁电材料，它们在电子元器件和陶瓷材料中扮演着重要角色。
(Ba,Sr)TiO3半导化陶瓷PTC效应的改善
(Ba,Sr)TiO 3半导化陶瓷PTC 效应的改善1李小燕1, 曲远方1，高晶21天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 (300072)2领先大都克（天津）电触头制造有限公司，天津(300111)E-mail: sophia145@摘 要：烧结温度、受主掺杂以及液相添加剂都会改变(Ba,Sr)TiO 3陶瓷的PTC 效应。
结合微观结构的变化和理论研究进展，讨论了这三种因素对PTC 效应的影响。
结果表明，低的烧结温度不利于低的室温电阻率和高的升阻比。
高的烧结温度有利于获得高升阻比。
MnO 2含量的增加和BN 的添加，分别从提高有效受主态密度和改善微观结构两方面改善了PTC 效应。
MnO 2的量由0.04mol.%增加到0.05mol.%，同时添加2mol.%的BN ，在保持室温电阻率几乎不变的情况下，升阻比提高了2.5个数量级，阻温系数从4.0 %/ o C 增加到13.8 %/ o C 。
关键词：(Ba,Sr)TiO 3陶瓷，PTC 效应，微观结构中图法分类号：TQ1741 引 言自施主掺杂BaTiO 3陶瓷的正温度系数(Positive temperature coefficient, PTC)效应被发现以来，经过半个世纪的研究，对PTC 效应的理解逐步深化。
一般认为PTC 效应是一种晶界效应[1]，与半导化、铁电相变及界面受主态有关，且缺一不可[2]。
针对界面态的主要内容如受主杂质(3d 元素)、氧吸附、钡空位也进行了广泛的研究，但至今为止没有一种界面态可以解释所有的实验现象[3]。
对3d 元素的研究主要集中在Mn 上，因为Mn 具有最深的受主能级，对PTC 效应的增强最为显著。
最具有代表性的解释建立在其晶界偏析上[4]。
另外BN 作为一种烧结助剂，在低温烧结方面得到广泛的研究。
据报道BN 有助于提高表面态密度，强化PTC 效应[5, 6, 7]。
根据上述结论，本实验通过调节MnO 2含量以及添加BN 来提高(Ba,Sr)TiO 3 材料的PTC 效应。
钛酸钡BaTiO3压电陶瓷纤维及其复合材料
钛酸钡BaTiO3压电陶瓷纤维及其复合材料钛酸钡铁电陶瓷是以钛酸钡及其固溶体为主晶相的陶瓷。
属钛钙矿型结构。
在温度高于120℃时为立方顺电相，温度在5～120℃时为四方铁电相，-80～5℃时为正交铁电相。
低于-80℃时为三方铁电相。
具有高介电性、压电性。
采用固相烧结法制取。
为陶瓷电容器的主要材料。
广泛用作铁电陶瓷器件和正温度系数热敏电阻材料。
特点：化学式为BaTiO3，属ABO3钙钛矿型结构。
在温度高于120℃时，BaTiO3为立方顺电相；温度在5~120℃时，为四方铁电相；温度在-80~5℃时，为正交铁电相；当温度低于-80℃为三方铁电相。
应用：由于钛酸钡具有高介电性，一直是陶瓷电容器的最主要材料。
另外，它经极化后具有压电性，因此可用于制作压电器件。
由于钛酸钡是具有氧八面体结构的有代表性的铁电体，多年来一直被作为典型的铁电陶瓷得到广泛研究与应用。
通过施主掺杂制成的钛酸钡半导体陶瓷，是正温度系数热敏电阻的基本材料.性能：铁电陶瓷的主要特性为：(1)在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；(2)存在电畴；(3)发生极化状态改变时，其介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值，并服从Curie-Weiss定律；(4)极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；(5)介电常数随外加电场呈非线性变化；(6)在电场作用下产生电致伸缩或电致应变.钛酸钡BaTiO3压电陶瓷纤维及其复合材料BaTiO3/piezoelectric ceramics Fiber复合材料，描述：采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡溶胶和粉末,并分别采用连续纺丝技术和粉末-溶胶混合挤出技术制备钛酸钡压电陶瓷纤维,系统研究钛酸钡纤维的结构和性能.17)掺杂钛酸钡的有机金属卤化物钙钛矿CaO 41.24%|TiO2 58.76%薄膜材料掺杂BaTiO3的有机金属卤化物Perovskite薄膜材料，Sn型有机金属卤化物钙钛矿薄膜描述：采用掺杂的方法把钛酸钡材料加入到钙钛矿材料当中,使其均匀的分散到钙钛矿溶液当中,然后采用旋涂的方法在介孔二氧化钛薄膜上旋涂含有钛酸钡的钙钛矿层,作为太阳能电池的光吸收层材料.18)钛酸钡界面修饰层的钙钛矿材料阴极界面修饰层改善平面p-i-n型钙钛矿，有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料描述：采用PCBM/C_(60)/LiF三层阴极界面修饰层(Cathode buffer layers,简称CBLs)来实现高性能的平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池,所制备的器件结构为:ITO/PEDOT:PSS/CH_3NH_3PbI_3-x Clx/CBLs/Al。
PTC钛酸钡陶瓷
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图9 掺Bi样品室温电阻率的变化
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表4 烧结温度对PTC陶瓷材料性能的影响
烧结温 度/ ℃
保温时 间t/min
室温阻 值R25 /Ω
升阻比 Rmax/Rmin
α(10/25) /％· -1 ℃
变色 坯片均 变为深 蓝色
成瓷 成瓷好,坯片 表面光滑， 无气泡
1 2 3 4 5 6
10.20% 8.75% 10.85% 15.80% 10.90% 12.74%
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图2 样品的TEM照片
图3 样品的XRD图谱
a—pure BaTiO3 b—doped BaTiO3
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表2 烧结温度对PTC陶瓷材料性能的影响
T/ ℃ t/min R25 /Ω Rmax/Rmin α(10/25)/ %· -1 ℃
图1 电阻-温度曲线 Fig.1 Resistance-temperature curves
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PTC热敏电阻的主要用途
电阻—温度特性 （R-T特性） 温度补偿元件 温度传感器 电压—电流特性 (V-I特性) 定温发热体 电流—时间特性 (I-T特性) 冰箱马达启动元件 过电流保护器
延迟器
热风发热体
消磁电阻
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探索不同稀土元素和烧结制度 对钛酸钡PTC陶瓷的影响，改善钛酸 钡陶瓷的电性能。包括以下几个方 面 ：
降低室温电阻率 (Bi，Bi/Nb，La/Nb掺 杂) 提高升阻比与电阻温度系数 (Mn元素) 选择合理的烧结工艺（烧结温度，保温 时间，升降温速率）
R25 /Ω 80.12 36.74 60.41 114.0 228.2
钛酸钡ptc热敏电阻陶瓷表面态浅析
收稿日期：2000-02-21.作者简介：曹明贺（1974-），男，博士；武汉，华中科技大学电子科学与技术系（430074）.钛酸钡PTC 热敏电阻陶瓷表面态浅析曹明贺周东祥龚树萍（华中科技大学电子科学与技术系）摘要：就形成钛酸钡陶瓷PTC 效应的表面态进行阐述，分析了在居里点（T C ）以上由表面态和介电常数在共同作用下的电阻率猛增几个数量级的原因；同时对钛酸钡PTC 热敏电阻陶瓷的表面态的组成进行研究，认为在钛酸钡PTC 陶瓷中表面态主要由钡空位引起；提出一种直接测量表面态密度的方法.关键词：钛酸钡PTC 陶瓷；表面态；介电常数中图分类号：TM 283文献标识码：A文章编号：1000-8616（2001）s1-0025-03PTC 效应来源于晶界效应，这一点已经被大量实验所证实.60年代初，~e y W an g 模型［1］的提出（后来Jonker ［2］等人对之进一步修正）极大地推动了人们对钛酸钡PTC 效应微观机制的认识程度，把理论和实践中的现象联系起来.在以后的许多年里，人们对钛酸钡陶瓷的晶界界面态给予充分重视，提出了不少理论和假设［3!7］.然而，对钛酸钡半导体陶瓷的表面态的研究仍存在很多问题，本文对表面态的形成及其研究方法加以探讨，希望能为更好地研究钛酸钡半导体陶瓷PTC 效应提供一种思路.!表面态的提出在多晶钛酸钡半导体陶瓷晶粒边界，由于缺陷和受主杂质的作用，在晶粒表面形成一表面电荷层，相当于在晶粒边界上形成肖脱基势垒，对于n 型半导体陶瓷引起PTC 效应的晶界结构可用简单的耗尽层模型加以描述（见图1）.图1中<0为表面势，#0=e <0为表面势垒高度；E F 为费米能级；N S 为表面态密度；E S 为表面态距导带低的距离；r 为耗尽层的厚度.图1晶界表面势垒能带图通过求解泊松方程A2<=~［P／（e 0e eff ）］r 2可得<0=［e N D ／（2e 0e eff ）］r 2，而#0=［e 2N D ／（2e 0e eff）］r 2，式中，e eff 为材料在高电场下的有效介电常数；e 0为真空介电常数；N D 为有效施主浓度；P 为空间电荷密度；r =N S ／（2N D ），N S 为表面态电子被电子占据的密度.典型钛酸钡PTC 陶瓷的R -T 曲线如图2所示.图2典型钛酸钡PTC 陶瓷R -T 曲线在居里点T C 以上，有效介电系数e eff 按居里-外斯定律下降，即e eff =c ／（T ~6），式中，c 为常数；居里温度6=380K .在居里温度附近，表面态能级处于导带低的E S 处，远离费米能级.高于居里温度后，温度上升表面态能级也随第29卷增刊"华中科技大学学报V o l .29N o.62001年6月J .~uazhon g U n iv.o f S ci .&T ech.Jun.2001之提高，直至达到费米能级，故此推导出+=e2N2S（T）／（8e0e eff N D）.（1）在温度高于居里点TC 后，由于受主态密度NS随温度升高而增大，eeff则随温度升高而减少，从而导致钛酸钡的PTC效应，即电阻率在高于TC后猛增几个数量级.!钛酸钡PTC陶瓷界面受主态构成分析钛酸钡PTC陶瓷的典型组分是在以钛酸钡为基的材料中通过微量添加施主杂质（如L a203，Nb205等）使之半导化而制成的.制备过程中，往往引入少量的M n2+可极大提高PTC性能.在钙钛矿结构的钛酸钡中，因为离子结构十分致密，填隙离子浓度很少，可忽略其对晶界态的影响，所以，在12配位的B a和6配位的T i结构中可能存在的缺陷应以V0和V WB aV WW T i为主，下面以L a203和Nb205为施主杂质制得的钛酸钡PTC陶瓷为例分析表面态可能存在的形式.v（B a／T i）=1时2L a203+4T i02!4La·B a+4T i T i+1200+02+4e；2Nb205+4B a0!4Nb·T i+4B a B a+1200+02+4e.v（B a／T i）"1时2L a203+3T i02!4La·B a+3T i T i+V WW T i+1200；2Nb205+5B a0!4Nb·T i+5B a B a+V WW T i+1500.v（B a／T i）#1时2L a203+6T i02!4La·B a+6T i T i+V W B a+1800；（2）2Nb205+2B a0!4Nb·T i+2B a·B a+V W B a+1200.（3）在以上分析的缺陷系中，由于V~~T i空位有效电荷太多，一般认为形成的可能性较小；但近年来有人认为V~~T i更易于形成，因为它比等价于形成两个V~B a所需形成能更低，然而这种说法至今还没有实验加以验证.在钛酸钡PTC陶瓷的制备过程中由于v（B a／T i）一般在0.995左右，因此（2）（3）两种形式的可能性最大，所以在钛酸钡PTC 陶瓷中，表面态形成应该主要取决于钡空位.在钛酸钡中引入M n2+，对提高PTC性能的原因有两种可能，首先一部分锰偏析到晶界上，由于锰的偏析加强了晶界对氧的吸附，从而提高了表面受主态；其次也可能存在一部分锰由于在居里点以上由M n2+!M n3++e的转化，从而M n3+以受主的形式取代T i4+，结果增加了表面受主态，大大提高了PTC效应."表面态密度的定量测量方法测量表面态密度的方法有很多，本文在综合资料和实验的基础上，提出用复阻抗测量法直接对钛酸钡半导体陶瓷的界面态密度进行测量.由~e y W an g模型，钛酸钡半导体陶瓷的有效电阻率Peff（或称整体电阻率）表达式为P eff=P g+n g b TG Te+ex pe+（）［］G T，（4）式中，Pg为晶粒电阻率；ng b为单位长度晶界数；T=N S／（2N D）.在介电参数测量中，电介质的表观介电常数e a可通过电容的测量直接获得；而有效介电常数e eff可用下式表达：e eff=4e a N S／（d g N D），（5）式中dg为材料的平均颗粒直径.把式（1），（5）代入式（4）可得P eff=P g｛1+［T e a／（2BN D d2g）］·ex p［BN S d g／（e a T）］｝，（6）式中B=e2／（16G e）=1.313>10-3c m·K.晶粒电阻Pg可由复阻抗谱直接测量得到，而P g满足P g=1／（e N D*e）.（7）在实际计算中，*e一般取0.1c m2／V·S.不难看出，由式（7）并结合复阻抗谱分析，可求得ND；把求得的ND代入方程（6）则可得到钛酸钡半导体陶瓷表面态密度NS（T）.通过以上分析可知，在居里点以上，表面态密度随温度增加而增大，而介电常数则相反，这两种因素共同作用下的钛酸钡PTC热敏电阻的电阻率猛增几个数量级.对钛酸钡PTC陶瓷的表面态的组成进行研究后，认为在钛酸钡PTC陶瓷中表面态主要有钡空位引起.组分中加入少量M n2+，由于一部分偏析于界面，另一部分以M n3+形式取代T i4+，增大了表面态，从而提高了PTC效应.参考文献［1］~e y W an g W.B ari u m T ianate aS S e m iconductor W it h62华中科技大学学报2001年B locki n g L a y ers.S o li d S tate E lectron.，1961，3（1）：51!58［2］Jonker G ~.S om e a s p ects o f S e m iconducti n g B ari u mT itanate.S o li d S tate E lectron.，1964，7：895!903［3］Chan N ~，S har m a R K ，Sm y t h D M.N onsto i-ch iom etr y i n U ndo p ed B aT i O 3.J .am.C era m.S o l ，1981，64（9）：556!562［4］Chan N ~，Sm y t h D M.D ef ect Che m istr y o f D onor-do p ed B aT i O 3.J .am.C era m.S o l ，1984，67（4）：285!288［5］D esu S B ，P a y ne D a.lnterf acial S e g re g ation i n P er-ovskites ："Ex p eri m ental E vi dence.J am.C era m.S o l ，1990：73（11）：3398!3406［6］K u w abara M.E ff ect o f M icrostructure on t he PTCRE ff ect i n S e m iconducti n g B ari u m T itanate cera m ics.J .am.C era m.S o l .，1981，64（11）：639!644［7］V o ll m an M.G rai n B oundar y D ef ect Che m istr y o f a c-ce p tor-do p ed T itanates ：S p ace Char g e L a y er w i dt h.J .am.C era m.S o l .，1994，77（1）：235!243S t ud y on t he tra p S tate of bat i O 3Se m iconducti n g C era m icsC ao m in g he ZhouD on g O ian g G on g Shu P in gAbstract ：T he tra p state o f B a T i O 3se m iconducti n g cera m ics t hat has a si g nificant eff ect on t he PTC eff ectis anal y zed.a bove t he C urie te m p erat ure （T C ），t he co -i nteraction o f t he tra p state and t he dielectric con-stant on t he resisti vit y j u m p are st udied.a m et hod o f t he state densit y m easure m ent is also p ro p osed.K e y words ：B a T i O 3se m iconducti n g cera m ics ；tra p state ；dielectric constant C ao m i n g heD r .；D e p t .o fE lectronics S ci .&T ech .，~UST ，w uhan 430074，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""Chi na .《华中科技大学学报》稿件要求（4）图图要精选，可有可无的一律舍弃，切忌与文字或表重复.图中字符和数据应准确无误，且与文字叙述一致.图应精心设计与绘制，要求布局合理、大小适中、结构紧凑美观、线条粗细均匀；图中坐标的量和单位分别居中置于纵、横坐标轴外侧.照片图采用黑白照片，要求图像清晰、层次分明、反差适中，不得有污迹和折痕，每篇文章的图应一式两份.图应有图号和图名（全文插图统一连续编号）.图随文走，小于版心宽2／3的图应附在文字右侧.每幅图中的所有字符和数据分别另页抄出（供录排出样、植字用）.表表要精选，可有可无的一律舍弃，切忌与文字和图重复.表中各栏数据的有效数字应一致，字符和数据应与文字一致；用三线表形式，左右两侧不要边线（即开式表）.表内“空白”表示未测或无此项，“-”表示未发现，“0”表示实测结果为零.表应有表号和表名（全文表格统一连续编号）.表中所需说明的事项，可用简练的文字注于表的底线下方.72增刊#曹明贺等：钛酸钡PTC 热敏电阻陶瓷表面态浅析钛酸钡PTC热敏电阻陶瓷表面态浅析作者：曹明贺， 周东祥， 龚树萍作者单位：华中科技大学电子科学与技术系刊名：华中科技大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2001,29(z1)1.Heywang W Barium Tianate as Semiconductor with Blocking Layers[外文期刊] 1961(01)2.Jonker G H Some Aspects of Semiconducting Barium Titanate 19643.Chan N H;Sharma R K;Smyth D M Nonstoichiometry in Undoped BaTiO3 1981(09)4.Chan N H;Smyth D M Defect Chemistry of Donor-doped BaTiO3[外文期刊] 1984(04)5.Desu S B;Payne D A Interfacial Segregation in Perovskites: Ⅱ Experimental Evidence[外文期刊] 1990(11)6.Kuwabara M Effect of Microstructure on the PTCR Effect in Semiconducting Barium Titanate ceramics 1981(11)7.Vollman M Grain Boundary Defect Chemistry of Acceptor-doped Titanates: Space Charge Layer Width[外文期刊] 1994(01)1.李凯.姜晶.刘志远.LI Kai.JIANG Jing.LIU Zhi-yuan陶瓷热敏电阻的研究及应用现状[期刊论文]-化学工程师2008,22(11)2.刘勇.庄志强.王歆.陆裕东.LIU Yong.ZHUANG Zhi-qiang.WANG Xin.LU Yu-dong硅掺杂对PTC陶瓷相组成、微结构及性能的影响[期刊论文]-陕西科技大学学报（自然科学版）2008,26(3)3.贾金亮.畅柱国.杨孟林.崔斌.熊为淼.JIA Jin-liang.CHANG Zhu-guo.YANG Meng-lin.CUI Bin.XIONG Wei-miao低阻BaTiO3系PTC陶瓷的制备与表征[期刊论文]-功能材料2004,35(z1)4.黄剑峰.曹丽云.Huang Jianfeng.Chao Liyun工艺参数对SnO2基NTC热敏陶瓷电性能影响的研究[期刊论文]-陶瓷学报2001,22(1)5.黄庆.高濂.曲远方BaTiO3基PTC陶瓷低阻化新途径与显微分析[期刊论文]-硅酸盐学报2003,31(8)6.李智慧.侯铁翠.卢红霞.张锐.Li Zhihui.Hou Tiecui.Lu Hongxia.Zhang Rui掺杂对BaTiO3基PTC陶瓷材料性能的影响[期刊论文]-陶瓷学报2006,27(2)7.宁青菊.李艳洁.章春香.邵敏.毕宝忠.NING Qing-ju.LI Yan-jie.ZHANG Chun-xiang.SHAO Min.BI Bao-zhong影响BaTiO3基PTC陶瓷材料性能因素的分析[期刊论文]-陕西科技大学学报（自然科学版）2008,26(1) 8.王森.张跃.纪箴.黄运华.顾友松.周成.WANG Sen.ZHANG Yue.JI Zhen.HUANG Yun-hua.Gu You-song.ZHOU Cheng还原气氛烧成Y5V瓷粉的结构与介电性能[期刊论文]-电子元件与材料2005,24(7)9.张昊低烧低电阻钛酸钡基PTC陶瓷的制备及其在新型输液恒温器中的应用[学位论文]201010.黄新友.高春华.陈祥冲.周浩伟.谭红根CeO<,2>掺杂Ba(Zr,Ti)O<,3>基电容器陶瓷的研究[会议论文]-2004引用本文格式：曹明贺.周东祥.龚树萍钛酸钡PTC热敏电阻陶瓷表面态浅析[期刊论文]-华中科技大学学报(自然科学版) 2001(z1)。
钛酸钡PTC陶瓷的制备及显微分析
１ 引 言ＰＴＣ现象一经发现就引起了广大科技工作者的浓厚兴趣和极大关注，ＰＴＣ陶瓷材料因其独特的电性能，在很多领域都得到了广泛的应用。
目前，它已发展成为铁电陶瓷领域的三大应用领域之一，其应用范围仅次于铁电陶瓷电容器和压电陶瓷产品［１］。
对于功能陶瓷来说，材料的各种性能都与其微观结构有着密切的联系。
随着电子显微技术的不断进步，人们对各种材料显微结构的研究越来越多。
本文主要对ＢａＴｉＯ３基ＰＴＣ陶瓷进行制备，对其微观结构进行研究，这不但对了解ＰＴＣ效应的本质有帮助，还对相关材料的研究开发提供参考。
２ 试 验２．１柠檬酸盐溶胶－凝胶法制备粉体将碳酸钡、碳酸钙、施主氧化物分别溶于硝酸，将相应摩尔比的柠檬酸用氨水调节ｐＨ值到５．７左右，然后分别将各种硝酸盐溶液加入相应的柠檬酸中，得到各自的柠檬酸溶液。
按１（ｇ）∶１（ｇ）的比例称取Ｔｉ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４与柠檬酸，将柠檬酸配制成浓度为５０％后用氨水调节ｐＨ值为６．３左右，然后将Ｔｉ（Ｃ４Ｈ９Ｏ）４加到柠檬酸溶液中并不断搅拌。
开始会出现雪片状沉淀，进而沉淀不断溶解，加热至７０～８０℃后沉淀会完全溶解。
静置片刻，溶液分为上下两层，用分液漏斗取下层清液，即为柠檬酸钛溶液。
将柠檬酸钛溶液与以上各柠檬酸盐溶液混合在一起，用氨水调节混合液的ｐＨ值在７～８之间，然后在８０℃加热搅拌约２ｈ，得到混合溶胶，将溶胶在８０℃烘箱中干燥１２ｈ得到干凝胶，将干凝胶在电炉内６００℃煅烧２ｈ，即可得白色泡沫状施主掺杂的ＢａＴｉＯ３粉体。
在施主掺杂的ＢａＴｉＯ３粉体中以溶液的形式加入一定比例的受主、硝酸铝和正硅酸乙脂。
然后将这些物料加入少量蒸馏水并在行星磨上湿混２０ｈ，烘干后即得ＰＴＣ粉体。
２．２陶瓷的制备在ＰＴＣ粉体中加入适量ＰＶＡ，拌匀后困料２ｈ，然后造粒、成型、烧成。
各工艺参数如下：造粒：压成φ２０×５ｍｍ３的圆片，成型压力为８０Ｍｐａ。
成型：压成φ１５×３ｍｍ３的圆片，成型压力为１２０Ｍｐａ。