稀土对BaPbO<,3>导电陶瓷的制备和组织性能的影响

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本研究分别采用机械合金化法和化学液相共沉淀法,以粉末冶金为路线的方法,制备了添加不同稀土(La,Y)含量的BaPbO3导电陶瓷材料。借助于现代分析检测仪器,对添加稀土后BaPbO3材料的合成过程、显微组织结构和电力学性能进行了系统的分析与检测。在此基础上,对稀土—BaPbO3的导电机理和PTC特性进行了深入的研究。研究结果表明:采用机械合金化方法和化学液相共沉淀法能有降低BaPbO3材料的合成温度,其合成温度分别为700℃和650℃左右,同时能提高BaPbO3材料的综合性能。稀土(La,Y)对BaPbO3导电陶瓷材料的力电学性能的影响均成抛物线变化,当稀土掺杂量在1.0%左右时,BaPbO3的粉末性能最好,分布均匀,颗粒较细;并且显著提高了烧结坯的密度、硬度和抗弯强度、降低了室温电阻率、改善了材料的PTC特性。其室温电阻率:0.3345和0.4648×10-4Ω·cm,居里点附近的升阻比Rmax/R25:2500和1800左右。但稀土对BaPbO3的居里温度影响不大,都在750℃左右。稀土掺杂增加了BaPbO3中的PbO6八面体的倾斜度,导致Pb之6s和O之2p轨道能带重叠和载流子浓度的增加,从而降低了材料的室温电阻率。在高温下,由于钡空位的增加、晶粒较细晶界较多和晶界的氧化作用等增加了材料的PTC效应。同时,稀土La和Y在BaPbO3中以固溶形式存在,它们的固溶度不同,前者约在10%左右,而Y后者仅为前者的一半。
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