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制备的ZnO/Co2O3敏感电阻单元材料同时具有伏安(V-I)非线性特性及负温电阻(NTC)效应.两种效应的形成与烧结过程900℃热处理温度密切相关.差热分析(DTA)曲线表明:Co2O3在904℃有一相变吸收峰.在该温度点保温热处理的ZnO/Co2O3敏感电阻单元材料获得相对大的伏安非线性和NTC效应.电子自旋共振谱(ESR)证明,Co离子由烧结热处理前的Co3+价变成热处理后的Co2+价,其中最大敏感电阻和伏安非线性参数样品与最强Co2+离子ESR信号对应.变温过程ESR动态观察显示,Co2+与Co3+可逆变换,说明被Co2+离子束缚的电子存在禁锢与脱离的可逆过程.这是ZnO/Co2O3敏感电阻单元材料在电场、热场下产生V-I非线性及NTC效应的基础.

关键词: ZnO , 压敏陶瓷 , V-I非线性 , NTC效应

六方晶系BaTi0.8Co0.2O3的新型NTC热敏材料

汪健 , 张鸿 , 张哲 , 李志成

材料科学与工程学报

为研究新型负温度系数(NTC)热敏陶瓷材料.采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学法制备了BaTi0.8Co0.2O3粉体、用传统烧结方法制得陶瓷材料.通过X射线衍射分析了材料的晶体结构,利用电阻-温度特性测试仪研究了材料的电子导电性随温度的变化特性.结果发现,该材料具有六方晶系结构,电阻-温度特性具有明显的NTC效应.Co的掺入以及形成共面氧八面体使得钙钛矿型BaTiO3基陶瓷形成六方晶系结构;电子受热激活在Co3+/Co2+之间跃迁是材料呈现NTC效应的主要机制.

关键词: BaTi0.8Co0.2O3陶瓷 , 六方晶系 , NTC效应 , 导电性

La2O3掺杂对BaSnO3-BaBiO3系NTC材料结构和电性能的影响

马家峰 , 刘心宇 , 黄晋 , 刘超英

材料导报

研究了La2O3掺杂的BaSnO3-BaBiO3系NTC材料的组成、相结构和断面形貌以及La2O3含量对电性能的影响.结果表明,样品在较宽温度范围内显示了良好的NTC效应;X射线衍射分析表明烧结体由钙钛矿结构的BaSnO3和单斜结构的BaBiO3组成;随着La2O3含量的增加,样品BaSnO3-BaBiO3的室温电阻率呈现先减小后增大的趋势.

关键词: BaSnO3 , BaBiO3 , La2O3 , NTC效应

炭黑/热塑性硫化胶复合材料导电的奇异性

田洪池 , 田明 , 刘莉萍 , 施凤莲 , 伍社毛 , 韩吉彬 , 张立群

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.05.007

系统地研究了炭黑(CB)/热塑性硫化胶(TPV)(三乙丙橡胶/聚丙烯类型)复合材料的导电性能,发现CB/TPV复合材料具有独特的电学性能.交联的橡胶相的存在对导电炭黑粒子既产生排斥效应,又产生阻隔效应.前者对导电网络的形成有利,而后者正相反.在低橡胶相含量时,随橡胶相含量增加,复合材料电阻呈下降趋势;而高橡胶含量时,随橡胶相含量增加,复合材料的电阻升高.高橡胶含量时,复合材料电阻的逾渗效应明显减弱.复合材料在熔融状态下热处理时,其电阻-时间效应明显依赖于模具压力.同样热处理时间下,压力越高,电阻越大.压力达到一定值后,体系的电阻基本不受热处理时间的影响.初步认为这是由于热处理完毕释压后,变形的弹性粒子发生形变恢复从而对热处理形成的聚集网络有一定的破坏作用所致.自由升温实验表明:CB/TPV复合材料具有NTC现象,即使在结晶熔化区也未展示PTC行为,这与橡胶粒子的热膨胀排斥效应有关.在熔融态停留阶段电阻的稳定性很好,这主要归因于熔融态下炭黑粒子聚集(对电导有利)和橡胶相粒子聚集(对电阻有利)相互竞争的结果.

关键词: 热塑性硫化胶 , 导电性 , 复合材料 , NTC效应 , PTC效应

炭黑改性对炭黑/高密度聚乙烯体系电性能稳定性的影响

沈烈 , 钱玉剑 , 楼浙栋

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.04.003

采用熔体共混法制备了炭黑(CB)/高密度聚乙烯(HDPE)导电复合材料.研究了硝酸氧化对CB/HDPE导电复合材料正温度系数(PTC)、负温度系数(NTC)效应和电性能稳定性的影响.结果表明,填充氧化炭黑(CB-O)提高了CB-O/HDPE体系的电性能稳定性和PTC强度,部分消除或降低了复合材料的NTC效应.而CB-O/HDPE体系的室温电阻率比CB/HDPE体系只增加了0.3个数量级,但比经过交联处理的CB/HDPE(CB/crosslinked-HDPE)体系降低了1个数量级.CB-O/HDPE复合材料性能的改善主要是由于CB经氧化后,表面羧基、羟基等极性基团含量增加,抑制了CB粒子高温时的自团聚作用,减弱了体系的NTC效应;同时CB表面微晶晶界处导电性较差区域的减少,提高了CB的导电性,并且CB-O表面大量孔洞和裂缝的形成,增强了CB-O与HDPE的物理吸附作用,提高了复合材料的电性能稳定性.

关键词: 炭黑改性 , 电性能稳定性 , PTC效应 , NTC效应 , 导电复合材料

Pr,Mn多元渗对BaTiO3陶瓷结构与电性能的影响

郝素娥 , 黄金祥 , 张巨生 , 王进福 , 刘志刚

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.05.009

采用溶胶-凝胶法制备了纯BaTiO3、Pr,Mn液相掺杂及气相多元扩渗改性的BaTiO3陶瓷.研究结果表明,Pr掺杂能使纯BaTiOs陶瓷的室温电阻率下降为1.01×105 Ω·m;而Mn掺杂使室温电阻率升高为1.50×1013 Ω·m.但Pr和Mn的气相扩渗都能降低BaTiO3陶瓷的室温电阻率至1.08×103 Ω·m和1.29×105 Ω·m.Pr-Mn共渗BaTiO3陶瓷出现了典型的NTC效应.XRD分析表明,Pr或Mn掺杂并不能改变BaTiO3陶瓷的物相结构,但经Pr-Mn共渗后,出现了新化合物BaMn0.12Al1.88O4和AlsMn4Pr的特征峰.XPS分析表明,气相多元渗使Pr,Mn,C元素都扩渗到陶瓷体内,并使各化学元素之间的结合更加牢固.SEM测试结果表明,Pr,Mn气相扩渗使陶瓷表面明显改观,晶粒生长完整,粒度分布均匀,气孔率下降.

关键词: 钛酸钡 , 稀土 , 气相扩渗 , NTC效应

碳纤维增强木质复合材料的制备与电学性能研究

孙丽萍 , 朱晓龙 , 张冬妍

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.11.10

采用脲醛树脂作为粘合剂配合异氰酸酯制备了碳纤维增强木质复合材料(Carbon Fiber Enhanced Woodiness Composites,CFEWC).在制备过程中,通过改变碳纤维和木质纤维的配比和两种纤维之间的复合形式,研究了复合材料样板的相关电学性能,并且从多个角度分析了样板电学性能变化的原因.实验结果表明:单贴面复合材料样板和双贴面复合材料样板都具有导电性,双贴面复合材料样板具有更良好的导电性.随着碳纤维含量比重的增大,CFEWC的导电性能逐渐提高,空穴导电和π电子的数量增加;随着温度的升高,CFEWC的表面电阻率呈现出非线性的负增长态势,更多的导电粒子获得能量被激发产生了NTC(Negative Temperature Coefficient)效应.

关键词: 碳纤维增强木质复合材料 , 电学性能 , π电子 , NTC效应