温度补偿型正温度系数热敏电阻的研究

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1、工程硕士学位论文温度补偿型正温度系数热敏电阻的研究作者姓名胡杰工程领域材料工程校内指导教师卢振亚教授校外指导教师杨凤金高级工程师所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年4月ResearchonPositiveTemperatureCoefficientThermistorofTemperatureCompensationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuJieSupervisor：Prof.LuZhenyaSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China

2、分类号：TN373学校代号：10561学号：201521016260华南理工大学硕士学位论文温度补偿型正温度系数热敏电阻的研究作者姓名：胡杰指导教师姓名、职称：卢振亚、教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程（全日制）论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计ꇶ√应用研究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：电子材料工程论文提交日期：2018年4月24日论文答辩日期：2018年5月30日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：何新华委员：杨凤金、卢振亚摘要随着电子信息、自动控制、家用电器和交通运输等领域的发展，BaTiO3基PTC陶瓷作为铁电陶瓷的重要应用领

3、域之一，得到了广泛的应用，市场需求与日俱增。针对目前低室温电阻率、低电阻温度系数正温度系数材料的空缺，本课题研究了用于补偿负温度系数元器件的BaTiO3基PTC陶瓷。本文采用固相法合成制备了BaTiO3基（移峰剂Sr添加量为40mol%）热敏陶瓷，研究了合成温度、烧结温度、受主掺杂、施主掺杂、钡钛比、AST对样品微观结构和电性能的影响。通过工艺和配方优化，制备出了室温电阻率为590Ω·cm，-20℃~80℃区间内电阻温度系数分布在2.11%~2.72%的低阻温度补偿用PTC热敏材料。本论文首先研究了合成温度和烧结温度对BaTiO3基陶瓷性能的影响，实验结果显示，合成烧温度为115

4、0℃、烧结温度为1340℃时，样品晶粒尺寸分布均匀，瓷体致密度较高，室温电阻率最低，电阻温度系数较小，阻温特性曲线线性度高。在最佳烧结制度的基础上，本论文研究了陶瓷PTC材料常用的受主添加剂Mn(NO3)2对BaTiO3基陶瓷性能的影响，实验结果表明，随着受主掺量的增加，样品的室温电阻率和电阻温度系数明显增大。基于本课题的目标性能，不添加受主离子样品的性能更佳。在以上实验基础上，研究了施主Y2O3和Nb2O5掺量对BaTiO3基陶瓷性能的影响。结果表明，随着施主掺量的增多，晶粒尺寸逐渐减小，样品的室温电阻率均呈现先增大后减小的趋势，Nb2O5与Y2O3相比对PTC陶瓷的半导化程度

5、偏低，室温电阻和电阻温度系数较大，同时最佳半导化掺量范围较窄。Y2O3掺量为0.30mol%时，不同温度区间的电阻温度系数最小且相差不大，在2.11%~2.72%之间，同时室温电阻率最低为590Ω·cm。本论文制备出的低室温电阻率、低电阻温度系数PTC材料在可控硅触发电路的温I度补偿中具有一定应用前景。关键词：PTCR；钛酸钡陶瓷；温度补偿；低室温电阻率IIABSTRACTWiththedevelopmentofelectronicinformation,automaticcontrol,householdappliancesandtransportation,BaTiO3-ba

6、sedPTCceramicshavebeenwidelyusedasoneoftheimportantapplicationsofferroelectricceramics,andthemarketdemandhasbeenincreasing.Inordertocomplementthematerialwithlowroomtemperatureresistivityandlowtemperaturecoefficientofpositivetemperaturecoefficientmaterial,thispaperstudiedtheBaTiO3-basedPTCcera

7、micsforcompensatingnegativetemperaturecoefficientcomponents.Inthispaper,BaTiO3-basedthermal-sensitiveceramicswith40mol%Srasthepeaktransferagentwerepreparedbythesolidstatereactionmethod.Theeffectsofsynthesistemperature,sinteringtemperature,acc