1、負溫度系數(shù)(negative temperature coefficient,簡稱為NTC)熱敏材料的電阻率隨溫度升高呈指數(shù)形式降低,在溫度測量和溫度補償?shù)确矫嬗袕V泛的應用。傳統(tǒng)的NTC熱敏電阻材料是具有尖晶石結構、以過渡金屬氧化物為基礎的陶瓷材料,如Mn-Ni-O系和Mn-Ni-Co-O系等。由于材料微結構存在高溫穩(wěn)定性差的局限性,尖晶石結構的NTC熱敏材料的使用溫度通常局限在300℃以下、并易發(fā)生性能老化現(xiàn)象。本論文以BaTiO3基

2、陶瓷材料為研究對象,研究鈷摻雜對材料晶體結構與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨Co含量增加,材料由四方結構向六方結構轉變,并具有良好的NTC效應。本論文主要開展了以下研究工作:
　　 (1)采用濕化學法制備了BaTi1-xCoxO3-δ(x=0.01,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4)粉體,用傳統(tǒng)燒結工藝得到陶瓷材料。研究了Co含量對BaTi1-xCoxO3-δ陶瓷晶體結構和電性能的影響。隨Co含量增加,材料的晶體結構由四方相轉

3、變?yōu)榱较?。當x=0.2時,材料為純六方相結構；Co含量繼續(xù)增加時,材料體系中開始出現(xiàn)Ba2TiO4第二相。當x=0.2、0.3和0.4時,材料顯示出良好的NTC效應,B50/120常數(shù)分別是3187、2968、和2648 K,室溫電阻率分別為是7.33×105、8.31×104和7.25×104Ω·cm。研究得出,陶瓷材料的電阻.溫度特性與德拜溫度[I]有關:在[I]D/2以下,材料電阻率隨溫度升高而升高；在[I]/2以上,材料電阻率

4、隨溫度升高而降低。用小極化子理論解釋了這種現(xiàn)象。
　　 (2)通過交流阻抗分析研究了材料NTC效應的導電機理以及晶粒、晶界對電性能的不同貢獻。結果表明,在BaTi0.8Co0.2O3-δNTC材料中同時存在局域化導電(即小極化子跳躍導電)和長程導電(即能帶導電)的兩種導電機制。對x=0.2和x=0.3的NTC材料,電性能主要是晶粒效應起作用,晶界效應的作用較小。
　　 (3)研究了三種助燒劑對BaTi0.8Co0.203

5、-δ陶瓷的燒結性及電性能的影響。結果得出,添加助燒劑后降低了材料的燒結溫度,在950～1050℃燒結即可得到主相為六方結構,致密度明顯提高的陶瓷樣品。Li-P-Ti-Co-O作為助燒劑能得到NTC效應良好的陶瓷樣品。B-Zn-Si-Li-O玻璃相或B2O3作為助燒劑也能有效提高材料的燒結性,但降低了材料NTC性能。交流阻抗研究得出,晶界和晶粒效應共同對材料的電性能起作用。
　　 (4)研究了La、Sb和Bi施主摻雜對BaTi0.