[發(fā)明專利]一種新型錫酸鋇基導(dǎo)電陶瓷及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810073871.0
• 申請(qǐng)日: 2008-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN101402522A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉心宇;楊華斌;黃晉;袁昌來
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/457
• 分類號(hào): C04B35/457;C04B35/622
• 代理公司: 桂林市華杰專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 羅玉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電陶瓷材料，具體是一種新型錫酸鋇基導(dǎo)電陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)電陶瓷屬于新型功能特種陶瓷，它是一類基礎(chǔ)性材料。它既具有陶瓷的各種性質(zhì)，如抗氧化、耐高溫、耐腐蝕、低成本、機(jī)械性能好等特點(diǎn)，又具有金屬態(tài)的導(dǎo)電特性。其電阻率可以在較大范圍內(nèi)調(diào)整，因此在許多特殊環(huán)境與場(chǎng)合得到應(yīng)用，是其它材料所不能比擬的。導(dǎo)電陶瓷在一定條件下能夠產(chǎn)生電子(空穴)、離子(空位)等，而在電場(chǎng)的作用下，能發(fā)生電荷定向運(yùn)動(dòng)(具有導(dǎo)體電阻率)。導(dǎo)電陶瓷具有導(dǎo)電性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、抗腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)，因此導(dǎo)電陶瓷的研究日益得到重視，應(yīng)用也越來越廣泛。導(dǎo)電陶瓷可以做成各種大功率、高溫發(fā)熱體和電流控制元件及高溫傳感器等，現(xiàn)已在陶瓷電極、導(dǎo)電材料、抗蝕顏料和燒結(jié)電阻器中得到應(yīng)用。隨著功能材料的應(yīng)用不斷擴(kuò)大和普及，導(dǎo)電陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，已涉及電子、機(jī)械、化工、航天、通訊和家用電器等領(lǐng)域，是一種很有開發(fā)前途的功能材料。

導(dǎo)電陶瓷一般為ABO₃通式的鈣鈦礦型材料，早在二十世紀(jì)五十年代，人們?cè)谘芯縇aCaMnO₃等摻雜稀土氧化物的陶瓷材料的特性時(shí)就發(fā)現(xiàn)該類材料具有良好的導(dǎo)電特性，但是當(dāng)時(shí)沒有引起人們的重視。1987年日本人野村在Pr_0.6Ca_0.4Co_0.5Mn_0.5O₃陶瓷材料獲得了金屬態(tài)的導(dǎo)電性，并對(duì)陶瓷具有金屬態(tài)導(dǎo)電性進(jìn)行了探討，這是關(guān)于導(dǎo)電陶瓷的最早的系統(tǒng)研究。之后一系列導(dǎo)電陶瓷專利的出現(xiàn)，引起了材料研究者的注意，人們開始對(duì)該類材料進(jìn)行深入研究。目前關(guān)于導(dǎo)電陶瓷的研究已經(jīng)非常廣泛而深入，包括半導(dǎo)體陶瓷、固體電解質(zhì)陶瓷、釔及稀土金屬鉻酸鹽等、碳/石墨等。一般是通過在氧化物等基體中摻雜，產(chǎn)生如晶格空位晶體缺陷等方式產(chǎn)生載流子而獲得導(dǎo)電功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電阻率低、致密度高、成本低、工藝簡(jiǎn)單的新型錫酸鋇基導(dǎo)電陶瓷及其制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：在易于半導(dǎo)體化的BaSnO₃中添加銻的氧化物，實(shí)現(xiàn)施主摻雜，形成導(dǎo)電陶瓷，其成分可以用通式BaSb_xSn_1-xO₃來表示，其中0＜x≤0.2。

其制備方法是以BaCO₃、SnO₂與Sb₂O₃為原料，按照BaCO₃∶SnO₂∶Sb₂O₃＝1∶1-x∶x/2的摩爾比配料稱重(0＜x≤0.2)，然后濕法球磨使其混合均勻；以無水乙醇為介質(zhì)濕磨，80℃烘干后在1300℃空氣中保溫2小時(shí)預(yù)合成陶瓷坯料；陶瓷坯料經(jīng)二次球磨烘干后過300目篩，然后加3％濃度的PVA溶液作為粘結(jié)劑，在100MPa壓力下壓制成直徑18mm，厚度1～1.4mm的圓片，以150℃/h的升溫速率在600℃保溫2小時(shí)排出粘結(jié)劑，再以300℃/h的升溫速率在1450～1550℃保溫2～4小時(shí)，最后隨爐冷卻至室溫；燒結(jié)后的陶瓷片用砂紙磨至1.00±0.02mm，雙面被銀電極。

本制備方法可通過調(diào)整Sb在陶瓷中的含量來調(diào)控本材料體系的電學(xué)性能。

本發(fā)明的錫酸鋇基導(dǎo)電陶瓷材料，本導(dǎo)電陶瓷具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，化學(xué)性能穩(wěn)定，電阻率低，耐高溫。性能測(cè)試表明，該陶瓷的常溫電阻率可達(dá)1.0Ω·cm以下，可采用傳統(tǒng)陶瓷制備技術(shù)和工業(yè)用原料獲得，制備工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，具有實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1BaSb_0.06Sn_0.94O₃陶瓷XRD圖譜

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1BaSb_0.06Sn_0.94O₃陶瓷SEM照片

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2BaSb_0.1Sn_0.9O₃陶瓷XRD圖譜

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2BaSb_0.1Sn_0.9O₃陶瓷SEM照片。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：