Page 40 - 机械工程材料2025年第三期

莫志伟，等：烧结温度和铌、锰掺杂量对钛酸铅钡基高居里点PTC陶瓷阻温特性的影响

晶界变化引起。这时陶瓷的电阻率在低温和高温之 质的量分数为0.001 0，在烧结温度1 290 ℃下随着铌
间的变化幅度降低，升阻比随锰掺杂量的增加而降 掺杂量的增加，陶瓷的体积密度先增后减，当掺杂铌
低并趋于稳定。 的物质的量分数为0.002 4时， 陶瓷的体积密度最大，
2.2 铌掺杂对陶瓷性能的影响 为5.882 g · cm −3 。
由图 4 可知，当烧 结温度 由 1 250 ℃ 升高 到 由图5可以看出：1 290 ℃烧结温度下不同铌掺
1 310 ℃时，不同铌掺杂量陶瓷的体积密度均呈先升 杂量陶瓷均显示出单一的BaTiO 3 主晶相，无杂峰产
后降的趋势。随着烧结温度的升高，陶瓷逐渐致密 生，表明所掺杂的铌完全固溶到BaTiO 3 中；衍射峰
化，体积密度增大；但是当烧结温度超过1 290 ℃时， 位置与标准峰基本一致，未见明显偏移，这是因为
4+
5+
陶瓷出现过烧现象，导致致密性变差，体积密度降 Nb （半径0.069 nm）与Ti （半径0.068 nm）半径相
低。当烧结温度为1 290 ℃时，不同铌掺杂量陶瓷的 近，Nb 5+ 取代Ti 4+ 进入钛酸钡晶格并未导致较大晶
体积密度均最大，因此后面研究铌掺杂对陶瓷性能 格畸变。
影响时，烧结温度设定为1 290 ℃。固定掺杂锰的物 由图6可以看出：当掺杂铌的物质的量分数为

图 4 掺杂不同物质的量分数铌的陶瓷的体积密度随烧结温度的 图 5 1 290 ℃ 烧结温度下掺杂不同物质的量分数铌的陶瓷的
变化曲线 ( 锰物质的量分数为 0.001 0) XRD 谱 ( 锰物质的量分数为 0.001 0)
Fig. 4 Curves of volume density vs sintering temperature of Fig. 5 XRD patterns of ceramics doped with different molar
ceramics doped with different molar fractions of Nb fractions of Nb under sintering temperature of 1 290 ℃
(Mn molar fraction of 0.001 0) (Mn molar fraction of 0.001 0)

图 6 1290 ℃ 烧结温度下掺杂不同物质的量分数铌的陶瓷断面的 SEM 形貌 ( 锰物质的量分数为 0.001 0)
Fig. 6 SEM morphology of ceramic sections doped with different molar fractions of Nb under sintering temperature of 1 290 ℃
(Mn molar fraction of 0.001 0)

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