"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Положительный температурный коэффициент сопротивления в свинецсодержащей керамике титаната бария
Мясоедов А.В.1, Сырцов С.Р.1
1Институт технической акустики АН Белоруссии, Витебск, Белоруссия
Поступила в редакцию: 2 августа 1996 г.
Выставление онлайн: 20 августа 1997 г.

В последнее время наблюдается устойчивый интерес к получению и исследованию керамических материалов с высокой температурой скачка сопротивления (положительного температурного коэффициента сопротивления (ПТКС)), что обусловлено широким использованием таких материалов в различных электронных устройствах [1,2]. Одним из наиболее перспективных материалов этой группы является твердый раствор (Ba,Pb)TiO3, легированный небольшим количеством редкоземельных элементов. Среди таких легирующих добавок, обусловливающих полупроводниковые свойства керамики, наибольшее распространение получил иттрий, что связано с наличием при его введении более широкой (0.2... 0.5 ат%) области минимальных значений удельного сопротивления rho0 по сравнению с другими легирующими элементами. В то же время влияние параметров технологического процесса (в частности, температуры и времени обжига) на характеристики положительного температурного коэффициента сопротивления указанных систем изучено недостаточно. В данной работе исследовано влияние температуры и времени обжига на характеристики ПТКС Ba0.9Pb0.1TiO3, легированного 0.5 ат% иттрием. [!b] Зависимость удельного сопротивления при комнатной температуре rho0 и скачка сопротивления gamma=Rmax/Rmin от температуры обжига (t0=30 мин). [!b] Зависимость удельного сопротивления при комнатной температуре rho0 и скачка сопротивления gamma=Rmax/Rmin от времени обжига (T0=1350oC). В качестве исходных реагентов использовались титанат бария, оксиды свинца и титана марки ОСЧ и окисел иттрия Y2O3 марки ХЧ. Время мокрого помола и смешивания компонентов составляло 24 ч. Термический синтез керамики проводился в два этапа. Сначала осуществлялся предварительный обжиг материала при 950oC в течение 2 ч, затем четырехчасовой помол в воде. Потом прессовались таблетки размером 20x 20x 2 мм и проводился их высокотемпературный обжиг. Режим обжига был следующий. Образцы находились при температуре 600oC в течение 2 ч, затем нагревались со скоростью 6oC/мин до требуемой температуры обжига, где выдерживались заданное время. Затем осуществлялось их охлаждение со скоростью 50oC/мин до температуры 1135oC, где они выдерживались в течение 30 мин с последующим охлаждением со скоростью 5oC/мин до комнатной температуры. Температурные зависимости удельного сопротивления определялись двухзондовым методом с использованием электродов из индий-галлия (в соотношении 40:60). Напряжение на образцах при этом не превышало 1 В. Результаты исследования влияния температуры T0 и времени обжига t0 на характеристики ПТКС представлены на рис. 1 и 2. Видно, что при увеличении t0 от 3 до 30 мин наблюдается резкое уменьшение удельного сопротивления керамики при комнатной температуре, величина скачка сопротивления gamma=Rmax/Rmin при этом также уменьшается (особенно сильно в области малых времен обжига). Величина скачка сопротивления существенно зависит от температуры обжига, его максимальное значение при T0=1350oC, в то же время rho0 слабо зависит от T0. Отметим, что величина температурного коэффициента сопротивления [2] alpha=(2.3Delta R)/(T2-T1) слабо зависит от t0 и T0 (приблизительно 20% 1/K), что обусловлено увеличением температурного интервала перехода T2-T1. Степень смещения температуры перехода (температура Кюри для чистого BaTiO3 составляла TC~= 120oC) была несколько меньше известных из литературы данных, что связано, по-видимому, с испарением части легколетучего PbO в процессе спекания керамики на воздухе. Основываясь на модели Хейванга [2], в которой аномальное поведение сопротивления керамики связывается с наличием акцепторных состояний на границах зерен, можно предположить, что установленные выше закономерности поведения параметров ПТКС обусловлены различием в скорости образования акцепторных и донорных состояний соответственно на границах и внутри зерен керамики.
  • Политова Е.Д., Еленский В.Г. // Зарубежная радиоэлектроника. 1990. N 10. С. 66--75
  • Полупроводники на основе титаната бария. Пер. с яп. М.: Энергоиздат, 1982. 328 с
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.