鈦酸鉛鋇正溫度係數電阻之特性分析

Abstract

攙有雜質半導體鈦酸鉛鋇陶瓷之PTCR, 已經研究了將近30多年, 其效應也存在了許多 應用和機構性質, 用HP4140和HP4192進行了解其單晶和晶界之特質使本研究藉添加Mg O 和Mg(OH) ,可於高溫短時間燒結而使均勻晶粒成長。為了防止鉛含量的變異, 加入 過量氧化銅1wt%和2wt%至起初成份中, 將可使用簡化燒結方法, 而由此研究和鉛含量 增加, 室溫電阻系數很快減小, 將室溫有效電子濃度提升。 阻抗分析用來描述晶界電阻的變異, 來確定半導體鈦酸鉛鋇晶粒電阻小於其晶界電阻 , 對於不同樣本以SEM 和EPMA的技術來觀察其微觀結構和進行分析。 本實驗室中, 以商業酸鉛鋇粉末來當起始物質, 來附加鉛含量至65%,居里溫度可提升 至442℃ 左右, 在製程上於坩堝外圍附加聚集的粉末(PbTiO )形成銅的氣分, 以防止 燒結過程中鉛氣損失, 另外為了作低溫燒結, 所以加入氧化鈣來幫助液相燒結。 從研究的結果中, 我們發現提升燒結溫度可降低室溫電阻和當鉛含量增加時, 鈦酸鉛 鋇的冷卻速率必須增加以產生最適宜的邊界層厚度, 一般氧氣分壓減少可獲得高壓電 子濃度如此方能降低室溫的電阻系數。 本研究中由阻抗分析可知, 最好電極的準備是使用熔金為銦鎵以(6﹕4)加熱至 120℃ 以造成很好的歐姆接觸, 使用X 光線的散射分析來了解去除雜質的粉末晶粒結構來計 算出晶格常數, 使正溫度系數陶瓷體的特性可被多方面的發覺貢獻給科技。