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 Ba_0.9Pb_0.1TiO₃, легированного 0.5 ат% иттрием. [!b] Зависимость удельного сопротивления при комнатной температуре rho₀ и скачка сопротивления gamma=R_max/R_min от температуры обжига (t₀=30 мин). [!b] Зависимость удельного сопротивления при комнатной температуре rho₀ и скачка сопротивления gamma=R_max/R_min от времени обжига (T₀=1350^oC). 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 950^oC 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 600^oC в течение 2 ч, затем нагревались со скоростью 6^oC/мин до требуемой температуры обжига, где выдерживались заданное время. Затем осуществлялось их охлаждение со скоростью 50^oC/мин до температуры 1135^oC, где они выдерживались в течение 30 мин с последующим охлаждением со скоростью 5^oC/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=R_max/R_min при этом также уменьшается (особенно сильно в области малых времен обжига). Величина скачка сопротивления существенно зависит от температуры обжига, его максимальное значение при T₀=1350^oC, 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 T_C~= 120^oC) 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.

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.