Y3+掺杂量对BaTiO3基热敏陶瓷性能的影响

杨 斌, 刘 敬 肖, 史 非, 于 玲, 刘 素 花

( 大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034 )

Y3+掺杂量对BaTiO3基热敏陶瓷性能的影响

杨 斌, 刘 敬 肖, 史 非, 于 玲, 刘 素 花

( 大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034 )

通过传统固相法制备了不同Y3+掺杂量的BaTiO3基热敏陶瓷，利用XRD和SEM对热敏陶瓷的微观结构形貌进行了表征，研究了Y3+掺杂量对BaTiO3基热敏陶瓷室温电阻、居里温度及升阻比的影响。结果表明，随着Y3+掺杂量的增加，BaTiO3基热敏陶瓷的室温电阻先降低后升高，升阻比先升高后降低。随Y3+掺杂量增加，陶瓷晶粒的尺寸随之减小，过小的晶粒在烧结过程中相互黏联模糊了晶界，削弱了PTC性能；Y3+掺杂量为0.5%～0.7%，钛酸钡基热敏陶瓷具有最好的性能，最低室温电阻为14.9 Ω，升阻比高达3.96×104。

热敏陶瓷；Y3+掺杂；钛酸钡

0 引 言

钛酸钡基陶瓷是一种常被用作制备各种电子元器件的重要铁电材料，尤其是经稀土掺杂后呈现出半导体性质，BaTiO3基半导体热敏材料可作为过流保护器、恒温加热器和汽车低温启动加热元件，广泛地应用在家用电器、船舶航空、电子通讯、汽车工业等各个领域[1-2]。性能优异的BaTiO3热敏陶瓷需要低室温电阻和高升阻比[3]，为获得低室温电阻，通常添加La3+、Y3+、Sm3+、Bi3+、Gd3+、Dy3+、Nd3+等高价施主离子取代Ba2+离子，产生电子补偿实现半导化[4-6]。由于施主离子半径的不同对BaTiO3基半导化陶瓷掺杂影响也有差异[7-8]，同种施主离子掺杂量不同也会对半导化陶瓷的室温电阻、升阻比以及微观形貌有复杂的影响[9-11]。研究表明，Y3+掺杂后获得的BaTiO3陶瓷有相对稳定的电学性能，并且Y3+有较宽泛的掺杂范围[12-13]，更适合于实际生产和应用。……