Sb2O3对片式PTC室温电阻的影响

华中科技大学电子科学与技术系电子器件制备工艺课程设计（论文）Sb2O3对片式PTC室温电阻的影响班级:学号:姓名:专业:指导老师:摘要电子器件制备工艺这门课程的进行收到了明显的动手能力的锻炼。了解本专业的相关器件的制备过程及一些基本的操作步骤。PTC效的实现与试验过程的严谨密切相关，在此进行相关的分析。Ptc效应是具有铁电效应的BaTiO3陶瓷在受主掺杂或是施主掺杂的条件下得到的电阻率与温度在一定范围内呈现正相关的现象。关键词：PTC室温电阻半导体化晶界效应铁电陶瓷固溶体受主掺杂施主掺杂AbstractElectronicdevicepreparationprocessofthiscoursewerereceivedremarkableability.ofexercise.Understandthepreparationprocessofdeviceoftheprofessionalandsomebasicsteps.ImplementationandtestingprocessofPTCeffectiscloselyrelatedtotherigorous,wereanalyzed.ThePtceffectisBaTiO3ceramicswithferroelectriceffectinacceptordopedorresistivityandtemperatureobtainedfromthedonordopingconditionsarepositivelyrelatedphenomenainacertainrange.Keywords:PTCTheroomTemperatureRisistancesemiconductorGrainbounderyeffectsTheacceptdopingDonordoping目录摘要..........................................................................................................................................2Abstract............................................................................................................................................3第1章实验背景..........................................................................................................................11.1概述...................................................................................................................................11.1.1发展历史................................................................................................................11.1.2用途........................................................................................................................31.2理论依据........................................................................................................................31.2.1PTC效应...............................................................................................................31.2.2BaTiO3....................................................................................................................41.3掺杂物对PTC陶瓷的影响................................................................................................51.3.1掺杂浓度对PTC的影响........................................................................................51.3.2合成过程对材料的影响........................................................................................61.3.3烧结过程对材料的影响........................................................................................7第二章实验..................................................................................................................................82.1实验过程....................................................................................................................82.1.1实验配方的选择....................................................................................................82.1.2主要工艺参数：....................................................................................................82.2实验工艺流程............................................................................................................92.3数据处理.................................................................................................................112.1.2实验数据..............................................................................................................112.1.3数据分析..............................................................................................................18第三章结果与讨论....................................................................................................................203.1反思.................................................................................................................................203.2建议与体会......................................................................................................................20参考文献........................................................................................................................................211第1章实验背景1.1概述1.1.1发展历史PTC材料是一种温度敏感性的导电材料,PTC(PositiveTemperatureCoefficient)即正温度系数,是指材料电阻率随自身温度升高而增大的一种特性。通常人们所称的PTC材料是特指具有非线性PTC效应的材料,即材料的电阻率在某一定的温度范围内时基本保持不变或仅有很小的变化,而当温度达到材料的特定转变点温度(居里温度)附近时,材料的电阻率会在几度或几十度狭窄的温度范围内发生突变,电阻率迅速增大103～109数量级。目前使用的PTC材料主要分为陶瓷基PTC材料和高分子基PTC材料两种类型。陶瓷基PTC材料在1955年由荷兰菲利浦公司的Herman最早发现并公开报道的,经贝尔实验室和日本村田制作所于1961年实用化,现在仍是以BaTiO3基和V3O3基为主。高分子基PTC复合材料是以有机聚合物(大多数为结晶聚合物如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯和聚环氧乙烷等)为基体,掺入炭黑、石墨或金属粉、金属氧化物等导电填料,经过特殊设计,采用分散复合、层积复合以及形成表面导电膜等方式而制得的一种多相复合高分子导电体。前者起骨架与填料载体的作用,后者起电流通道的作用,受热时聚合物膨胀,碳链断裂形成高阻。它最先由Frydman在1948年首先发现,但当时没有引起人们的重视。直到1966年Kohler报道了聚乙烯-炭黑复合材料具有PTC特性后,才引起人们的广泛关注,工业化高分子基PTC复合材料是20世纪80年代初由美国首先开发成功的。虽然高聚物基的PTC材料准变温度低一些,但其成本低及易加工成型,可设计性好等特点是陶瓷基材料所不可代替的。目前,PTC热敏电阻器世界年产量超过10亿只以上,最近几年继续保持增长的趋势。除不少有规模生产的PTC热敏电阻器公司外,还出现了一些专门生产PTC粉料的公司,如富士钛公司就生产有8个品种PTC粉,年产700万吨。另如KYORITSU陶瓷材料公司能够生产居里点从30～330℃共10个品种的PTC粉料,并形成系2列化,可满足各种不同用途的需要。PTCR最近几年的开发也取得了长足的进展,开发出PbTiO3-TiO2系高温PTC材料、具有PTC-NTC特性的V型PTC材料、室温电阻率低于1Ω/cm的低阻PTC材料、金属-PTC陶瓷复合材料以及有机PTC复合材料等。在新产品方面研制出了片式PTCR复合元件、多层结构PTCR和高可靠性PTCR等。在新型高分子PTC材料方面,美国Raychem公司在20世纪70年代就已制成智能PTC自控温加热电缆系列产品。日本在这一领域的研究开发处于领先地位,在1980年至1990年的10年时间就申请专利