钛酸钡颗粒大小如何影响其电介质常数

介电常数的测量值有很多因素影响。材料本身的性质，表面电容，晶阶层电容等。制备工艺的不同会使得介电常数的测量值有很大的不同。

所以它给出的图像是他的实验数据图。对它的解释也只是一种猜测性的。它得到的结果是在1um时介电常数最大。我的一种猜测性的解释，小于1um，纳米效应，使得材料有很多孔洞，生长晶化的不好，很多非晶和缺陷，从而影响电极化，使得介电常数变小 ；大于1um，晶界层减少，导电性变好，束缚电荷的能力变弱，电极化减少，表征的介电常数变小。

总之，最后说明：微观结构-》影响材料性能。

完全是随便猜的。如果要证明这些原因，需要其他的实验，比如看xps，xrd，SEM等等，综合在一起，才可能更接近本质的原因。

新型无机非金属材料

高频绝缘材料

氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等

铁电和压电材料

钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等

磁性材料

锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等

导体陶瓷

钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等

半导体陶瓷

钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金属元素氧化物系材料等

光学材料

钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等

高温结构陶瓷

高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物

超硬材料

碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等

人工晶体

铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等

生物陶瓷

长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体等

无机复合材料

陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料

BaTiO_3基PTC陶瓷材料具有独特的电阻-温度特性,其电阻在居里温度T_C附近一个较窄的温度范围内能快速增长几个数量级。典型的钛酸钡基PTC陶瓷电阻温度特性存在两个特征温度,一个是最小电阻率温度T_(ρmin),另一个为最大电阻率温度T_(ρmax)。当温度低于T_(ρmin)时,展现出NTC效应在T_(ρmin)和T_(ρmax)之间时,展现出PTC效应当温度高于T_(ρmax)时,又展现出NTC效应。以往人们对钛酸钡基PTC陶瓷的研究大都关注于PTC效应的起源和正温度系数的调控,极少有针对NTC效应的研究报道。本论文正是在这一背景下展开的,目的是通过对钛酸钡基PTC陶瓷NTC效应的研究,探索PTC效应的起源,同时,尝试将NTC和PTC效应结合,期望开发出一种新型的双功能热敏元件,实现感测和控制一体化。通过一系列的研究,本论文取得如下一些结果:1.Y掺杂BaTiO_3陶瓷在低温区和高温区具有NTC特性。Nb掺杂BaTiO_3陶瓷在低温区无NTC特性,在高温区具有NTC特性。2.Y掺杂BaTiO_3陶瓷在-55℃~10℃(正交相)、10℃~T_(ρmin)(四方相)和T_(ρmax)~400℃(立方相)各段温区内势垒高度为定值,而在相变温度处,势垒高度会发生变化。正交-四方相变使势垒高度降低,四方-立方相变引起势垒增高。3.Pb部分取代Y掺杂Ba TiO_3陶瓷提高了低温区NTC特性,降低了PTC特性。组成为(Ba_(0.8464)Y_(0.0036)Pb_(0.15))TiO_3+0.1wt%Al_2O_3+0.5wt%SiO_2的样品,在1280℃下烧结2 h时具有最优的NTC/PTC综合性能,室温电阻率为217.8Ωcm,升阻比为2.99,NTC特性热敏常数为1141 K。4.Sr部分取代Y掺杂BaTiO_3陶瓷降低了高温区NTC特性,少量Sr(<10 mol%)能提升PTC特性,过量则形成相反效果。5.通过复阻抗谱解析得到,NTC特性由晶界产生。在低温区,晶界的导电方式为小极化子跳跃导电,跳跃方式为最近邻跳跃(NNH)晶粒的导电方式为载流子在导带中迁移导电。在高温区,晶粒与晶界的导电方式均为小极化子跳跃导电,其跳跃方式均为NNH。NTC特性主要由极化子受热激发跳跃导电产生。6.晶界对PTC陶瓷的阻温特性起决定性作用。本论文认为:在非相变温区,晶界势垒为一定值但在相变温度处,晶界势垒会发生改变。相变产生的势垒的表达式为ΔΦ=ΦO+ΦJ+ΦB,ΦO、ΦJ、ΦB分别代表退极化产生的势垒、氧吸附层产生的势垒和晶界玻璃相产生的势垒。……   

[关键词]：PTC陶瓷NTC效应导电机理晶界

[文献类型]：硕士论文

[文献出处]：华南理工大学2018年

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参考文献

期刊 | 高性能钛酸锶钡PTC材料的研究

论文 | 块体、厚膜和薄膜NTC热敏电阻的制备与性能

论文 | BaTiO_3基复合PTC材料的研究

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