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《西北大学》 2010年
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低烧低电阻钛酸钡基PTC陶瓷的制备及其在新型输液恒温器中的应用

张昊  
【摘要】: 钛酸钡基正温度系数热敏电阻(PTC)陶瓷材料以其独特的性能,广泛应用于家用电器、温度控制、交通、能源等诸多领域。目前PTC陶瓷发展的主流趋势是低电阻率、低温烧结技术,而传统工艺制备PTC陶瓷的电阻率较高,在大功率用电器和过流保护等领域的应用受到限制,同时,传统工艺的烧结温度也较高,不利于节能减排的目标。因此本论文采用溶胶-凝胶法一步合成掺杂BaTiO3基PTC陶瓷,通过对烧结工艺和掺杂元素的调节,最终在较低烧结温度下制备出低电阻率钛酸钡基PTC陶瓷,并通过TG-DSC、XRD、SEM等手段对前驱体的分解过程以及陶瓷的相组成和微观形貌进行了表征,以及通过PTC性能的测试对陶瓷的PTC性能进行了表征。最后,在此基础上设计了一种新型、安全、性能稳定可靠的输液恒温器。 本论文的主要内容和结果如下: 首先,通过溶胶-凝胶一步法合成工艺获得了液相AST掺杂的钛酸钡基PTC陶瓷粉体,最佳条件为预烧温度850℃,烧结温度1250℃,获得了室温电阻率为15.30Ω·cm,耐压强度为78.18V/mm,升阻比为4.75,温度系数为10.01%的低电阻率钛酸钡基PTC陶瓷; 其次,根据AST掺杂的研究结果,进一步采用溶胶-凝胶一步法制备了液相B/AST共掺杂钛酸钡基PTC陶瓷粉体,研究了B掺杂量、烧结工艺对陶瓷PTC性能及微观形貌的影响。最终在1170℃获得了室温电阻率为60.21Ω·cm,耐压强度为150V/mm,升阻比为5.78,温度系数为9.02%的钛酸钡基PTC陶瓷。 最后,在以上实验的基础上,设计了一种新型医用输液恒温器,通过溶胶-凝胶一步法合成了所用钛酸钡基PTC热敏电阻陶瓷,为实现产业化进行了初步探索。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ174

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