跪求~钛酸钡材料的特性,用途及作用机理
钛酸钡主要用于电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元器件的配制
钛酸钡晶体有这样的特性:当它受压力而改变形状的时候,会产生电流,一通电又会改变形状。于是,人们把钛酸钡放在超声波中,它受压便产生电流,由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱。相反,用高频电流通过它,则可以产生超声波。现在,几乎所有的超声波仪器中,都要用到钛酸钡。除此之外,钛酸钡还有许多用途。例如:铁路工人把它放在铁轨下面,来测量火车通过时候的压力;医生用它制成脉搏记录器。用钛酸钡做的水底探测器,是锐利的水下眼睛,它不只能够看到鱼群,而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。
PTC(Positive Temperature Coeff1Cient)是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料,可专门用作恒定温度传感器.该材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3为主要成分的烧结体,其中掺入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物进行原子价控制而使之半导化,常将这种半导体化的BaTiO3等材料简称为半导(体)瓷;同时还添加增大其正电阻温度系数的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工艺成形、高温烧结而使钛酸铂等及其固溶体半导化,从而得到正特性的热敏电阻材料.其温度系数及居里点温度随组分及烧结条件(尤其是冷却温度)不同而变化.
钛酸钡晶体属于钙钛矿型结构,是一种铁电材料,纯钛酸钡是一种绝缘材料.在钛酸钡材料中加入微量稀土元素,进行适当热处理后,在居里温度附近,电阻率陡增几个数量级,产生PTC效应,此效应与BaTiO3晶体的铁电性及其在居里温度附近材料的相变有关.钛酸钡半导瓷是一种多晶材料,晶粒之间存在着晶粒间界面.该半导瓷当达到某一特定温度或电压,晶体粒界就发生变化,从而电阻急剧变化.
钛酸钡半导瓷的PTC效应起因于粒界(晶粒间界).对于导电电子来说,晶粒间界面相当于一个势垒.当温度低时,由于钛酸钡内电场的作用,导致电子极容易越过势垒,则电阻值较小.当温度升高到居里点温度(即临界温度)附近时,内电场受到破坏,它不能帮助导电电子越过势垒.这相当于势垒升高,电阻值突然增大,产生PTC效应.钛酸钡半导瓷的PTC效应的物理模型有海望表面势垒模型、丹尼尔斯等人的钡缺位模型和叠加势垒模型,它们分别从不同方面对PTC效应作出了合理解释.
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示:
RT=RT0expBp(T-T0)
式中RT、RT0表示温度为T、T0时电阻值,Bp为该种材料的材料常数.
PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生显著变化.最近,进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件,这是体型且精度高的PTC热敏电阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加,从而电阻增加.
PTC热敏电阻于1950年出现,随后1954年出现了以钛酸钡为主要材料的PTC热敏电阻.PTC热敏电阻在工业上可用作温度的测量与控制,也用于汽车某部位的温度检测与调节,还大量用于民用设备,如控制瞬间开水器的水温、空调器与冷库的温度,利用本身加热作气体分析和风速机等方面.下面简介一例对加热器、马达、变压器、大功率晶体管等电器的加热和过热保护方面的应用。
PTC热敏电阻除用作加热元件外,同时还能起到“开关”的作用,兼有敏感元件、加热器和开关三种功能,称之为“热敏开关”,如图2和3所示.电流通过元件后引起温度升高,即发热体的温度上升,当超过居里点温度后,电阻增加,从而限制电流增加,于是电流的下降导致元件温度降低,电阻值的减小又使电路电流增加,元件温度升高,周而复始,因此具有使温度保持在特定范围的功能,又起到开关作用.利用这种阻温特性做成加热源,作为加热元件应用的有暖风器、电烙铁、烘衣柜、空调等,还可对电器起到过热保护作用.
无机非金属材料工程
培养目标 :培养具备开发新型无机非金属材料(以建筑及装饰材料为主),能进行新材料应用研究、构件制作成形、工艺和设备设计、工程施工材料管理及经营管理等方面的高级工程技术人才。
主要课程 :硅酸盐物理化学、无机材料性能、无机非金属材料工学、硅酸盐岩相学、热工过程及设备、新型建筑装饰材料、复合材料学
就业方向 :学生毕业后,可在企业、公司、设计或科研单位、工程监理单位、建筑及装潢施工单位、高校及科研院所从事建筑及装饰材料的开发、设计、制造、工程管理、监理及教学和管理工作。
无机非金属材料工程
专业介绍
业务培养目标:本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
业务培养要求:本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系,具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。
主干学科:材料科学与工程
主要课程:物理化学、无机材料性能、测试及研究方法、粉体工程、材料制备原理、热工过程与设备、无机材料工艺学(含硅酸盐、复合材料)等
主要实践性教学环节:包括专业实验、金工实习、生产实习(含毕业实习)、课程设计、计算机应用与上机实践、毕业设计(论文)。
主要专业实验:材料物化性能、材料工艺性能实验、材料晶相分析等
修业年限:四年
授予学位:工学学士
呵呵~,听好! 溶胶-凝胶法是以金属有机化合物(主要是金属醇盐)和部分无机盐为前驱体,首先将前驱体溶解(水或者有机溶剂都可)形成均匀的溶液,接着溶质在溶剂中发生水解(或醇解),水解产物缩合聚集成1纳米左右的溶胶粒子,溶胶粒子进一步...
不是绝缘体,但它的介电常数较大,可用于制造微型电容器。
你得到的并不是BaTiO3,而极有可能是二氧化钛的水合物(非结晶型),至少你的反应温度太低; 如果你将得到的固液混合物放到高压釜中高温处理一段时间,那就可能得到结晶物,XRD测出来就不再是无峰了。
(1)由题意可知,PTC有个“居里点温度”当温度低于这个温度时,其电阻值随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值随温度的升高而增大,结合图象可知,该PCT材料的居里点温度为100℃;(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,...
(1)100(2)变大;变小
钛酸钡类(BaTiO3),原材料有二氧化钛、碳酸钡、碳酸锶等;
锆钛酸铅类(PbZrTiO3),原材料有二氧化钛、氧化锆、氧化铅、、碳酸锶、氧化铌、氧化镧等;
铌镁酸铅类(PbNbMgO3),原材料有氧化铌、氧化镁、氧化铅、、碳酸锶、氧化镧等.
电极是银和低温玻璃材料.
1、铝电解电容器
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成,薄的化氧化膜作介质的电容器。因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性。
特点:容量大,能耐受大的脉动电流。容量误差大,泄漏电流大;普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率。
作用:低频旁路、信号耦合、电源滤波。
2、钽电解电容器
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰。
特点:温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,贮存性良好,寿命长,容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积。
对脉动电流的耐受能力差,若损坏易呈短路状态。
应用:超小型高可靠机件中。
3、自愈式并联电容器:结构与纸质电容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质。
特点:频率特性好,介电损耗小。不能做成大的容量,耐热能力差。
作用:滤波器、积分、振荡、定时电路。
4、瓷介电容器:穿心式或支柱式结构瓷介电容器,它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小,
特点:频率特性好,介电损耗小,有温度补偿作用。不能做成大的容量,受振动会引起容量变化。
应用:特别适于高频旁路。
5、独石电容器(多层陶瓷电容器):在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料,叠合后一次绕结成一块不可分割的整体,外面再用树脂包封而成。
特点:小体积、大容量、高可靠和耐高温的新型电容器,高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能,体积极小,Q值高。容量误差较大。
应用:噪声旁路、滤波器、积分。
6、振荡电路纸介电容器: 一般是用两条铝箔作为电极,中间以厚度为0.008~0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。
特点:制造工艺简单,价格便宜,能得到较大的电容量
7、金属化聚丙烯电容器:一般在低频电路内,通常不能在高于3~4MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高,稳定性也好,适用于高压电路微调电容器(半可变电容器) 电容量可在某一小范围内调整,并可在调整后固定于某个电容值。
瓷介微调电容器值高,体积也小,通常可分为圆管式及圆片式两种。
云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式东,结构简单,但稳定性较差。
线绕瓷介微调电容器是拆铜丝〈外电极〉来变动电容量的,故容量只能变小,不适合在需反复调试的场合使用。
8、陶瓷电容器:用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
特点:具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。
应用低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。
9、高频瓷介电容器:适用于高频电路云母电容器。就结构而言,可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成,由于消除了空气间隙,温度系数大为下降,电容稳定性也比箔片式高。
特点:频率特性好,Q值高,温度系数小。不能做成大的容量。
应用:广泛应用在高频电器中,并可用作标准电容器
10、玻璃釉电容器:由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成,介质再以银层电极经烧结而成"独石"结构。
特点:性能可与云母电容器媲美,能耐受各种气候环境,一般可在200℃或更高温度下工作,额定工作电压可达500V,损耗tgδ0.0005~0.008