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一次固相法PTC马达启动器陶瓷芯片的研究
【摘要】：随着电器整机行业的发展,长寿命、高可靠、高稳定、绿色环保和价格低廉的电子元器件市场需求越来越迫切。电子功能材料制备工艺较长、能耗较高,极易在制造过程带入杂质造成产品电性能下降,同时高能耗、高污染。研究如何减少传统工艺制备环节,减少有害杂质带入,降低生产能耗、生产成本,获得高品质的电子元器件是世界性课题。
本论文针对一次固相法马达启动器PTC陶瓷芯片在制备工艺以及组织和性能关系的研究方面存在的问题,采用一次固相合成原理,探索一次固相合成工艺,解决致密度、起泡问题。同时比较传统二次法的优缺点。利用激光粒度仪、PTC‘R—T’特性测试系统、PTCR综合参数测试仪、PTCR耐压测试仪、SEM扫描电镜对样品进行组织性能表征。
首先,利用球磨机对原始混合粉料进行不同的球磨,并通过激光粒度仪分析了球磨时间对粉体性能的影响,通过比较粉体不同球磨时间与几何尺寸关系、几何尺寸与性能关系,从而确定最佳球磨时间。
其次,研究造粒、成型工艺使陶瓷坯体具有良好的致密度,排除起泡、分层等致命缺陷,通过烧结机理、电极制造工艺研究确保产品电性能稳定、可靠。
最后,在最佳工艺参数条件下,本论文选择Y_2O_3、Nb_2O_5两种金属氧化物材料直接对高纯电子级BaTiO_3粉体直接多施主杂质掺杂,掺杂的施主直接取代Ba2+离子或Ti4+离子形成空穴或电子,使BaTiO_3基体具有良好的PTC半导体特性,改进了半导组成区,能使晶粒充分半导化。在未引入PbO的情况下,产品居里温度可达到133.4℃。
本课题利用一次固相合成原理,采用多施主掺杂,一次球磨一次固相合成减少传统制造工艺环节,不需要预烧、预压、破碎、二次球磨等,减少有害杂质的掺入,提高产品合格率,成功生产了马达启动器PTC陶瓷芯片。
【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TN605【目录】：
摘要4-5ABSTRACT5-10第一章 绪论10-17 1.1 功能陶瓷简介10-12
1.1.1 陶瓷10
1.1.2 电子功能陶瓷10-11
1.1.3 PTC 热敏电阻陶瓷11-12 1.2 马达启动器PTC 陶瓷芯片应用领域12-13 1.3 马达启动器PTC 陶瓷芯片市场情况13 1.4 马达启动器PTC 陶瓷芯片工作原理13-14 1.5 马达启动器PTC 陶瓷芯片结构表征14-15 1.6 马达启动器PTC 陶瓷芯片国内外研究现状和发展态势15 1.7 本论文目标及研究内容15-17
1.7.1 本论文目标15-16
1.7.2 研究内容16-17第二章 实验材料与试验方法17-30 2.1 实验材料17
2.1.1 主要原材料17
2.1.2 辅助掺杂材料17
2.1.3 材料选择标准17 2.2 试验方法17-30
2.2.1 实验设备17-18
2.2.2 样品的制备18-28
2.2.3 组织与性能表征28-30第三章 掺杂对马达启动器PTC 陶瓷芯片的影响30-40 3.1 掺杂施主对PTC 陶瓷的影响30-33
3.1.1 影响施主加入量的主要因素31-32
3.1.2 各施主加入物的特点32-33 3.2 矿化剂CACO_3、SIO_2 的掺杂对PTC 陶瓷的影响33-35 3.3 传统掺杂法马达启动器芯片的电镜分析35-37 3.4 一次固相法掺杂马达启动器芯片的电镜分析37-40
3.4.1 单掺杂Y_20_3 马达启动器芯片的电镜分析37-38
3.4.2 掺杂多施主Y_20_3、Nb_20_5 对马达启动器芯片的电镜分析38-40第四章 生产工艺比较40-53 4.1 一次固相法生产工艺40-45 4.2 传统法生产工艺45-51 4.3 生产工艺对比分析51-53
4.3.1 经济效益分析51
4.3.2 产品合格率分析51-53第五章 电性能参数比较53-60 5.1 德国西门子马达启动器PTC 陶瓷芯片(传统法) 电性能参数53-54
5.1.1 R—T 特性曲线测试53
5.1.2 PTCR 综合参数测试53-54
5.1.3 耐压性能测试54 5.2 成都715 厂马达启动器PTC 陶瓷芯片(传统法) 电性能参数54-56
5.2.1 R—T 特性曲线测试54-55
5.2.2 PTCR 综合参数测试55-56
5.2.3 耐压性能测试56 5.3 一次固相法马达启动器PTC 陶瓷芯片电性能参数56-57
5.3.1 R—T 特性曲线测试56-57
5.3.2 PTCR 综合参数测试57
5.3.3 耐压性能测试57 5.4 电性能参数对比分析57-60
5.4.1 R-T 特性曲线分析57-58
5.4.2 PTCR 综合参数分析58-59
5.4.3 耐压性能分析59
5.4.4 电性能对比结论分析59-60第六章 结论60-61展望61-62致谢62-63参考文献63-64作者攻工程硕士期间取得的成果64-72 附录一64-65 附录二65-66 附录三66-67 附录四67-68 附录五68-69 附录六69-70 附录七70-71 附录八71-72
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京公网安备75号陶瓷芯片水龙头进入千家万户--《建材工业信息》2000年12期
陶瓷芯片水龙头进入千家万户
【摘要】：
【关键词】：
【分类号】：F426.6【正文快照】：
目前建设部、全国节水办公室正向各地推广一种陶瓷芯片水龙头,以替代传统使用的螺旋式升降铸铁或铜质的水龙头,这种水龙头可以杜绝传统用水龙头由于橡胶垫磨损造成的滴、漏、跑、冒现象,且不像铸铁龙头生锈而污染水质,可不浪费水源,使住家户使用放心,目前它已逐渐为人们所赏识
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要 随着电器整机行业的发展，长寿命、高可靠、高稳定、绿色环保和价格低廉
的电子元器件市场需求越来越迫切。电子功能材料制备工艺较长、能耗较高，极
易在制造过程带入杂质造成产品电性能下降，同时高能耗、高污染。研究如何减
少传统工艺制备环节，减少有害杂质带入，降低生产能耗、生产成本，获得高品
质的电子元器件是世界性课题。 本论文针对一次固相法马达启动器 PTC 陶瓷芯片在制备工艺以及组织和性能
关系的研究方面存在的问题，采用一次固相合成原理，探索一次固相合成工艺，
解决致密度、起泡问题。同时比较传统二次法的优缺点。利用激光粒度仪、PTC‘R
―T’特性测试系统、PTCR综合参数测试仪、PTCR耐压测试仪、SEM扫描电镜对样
品进行组织性能表征。 首先，利用球磨机对原始混合粉料进行不同的球磨，并通过激光粒度仪分析
了球磨时间对粉体性能的影响，通过比较粉体不同球磨时间与几何尺寸关系、几
何尺寸与性能关系，从而确定最佳球磨时间。 其次，研究造粒、成型工艺使陶瓷坯体具有良好的致密度，排除起泡、分层
等致命缺陷，通过烧结机理、电极制造工艺研究确保产品电性能稳定、可靠。 最后，在最佳工艺参数条件下，本论文选择 Y O 、Nb O 两种金属氧化物材料 2 3
直接对高纯电子级BaTiO3 粉体直接多施主杂质掺杂，掺杂的施主直接取代Ba 离子
或Ti4+离子形成空穴或电子，使BaTiO 基体具有良好的PTC半导体特性，改进了半 3
导组成区，能使晶粒充分半导化。在未引入 PbO 的情况下，产品居里温度可达到
133.4℃。 本课题利用一次固相合成原理，采用多施主掺杂，一次球磨一次固相合成减
少传统制造工艺环节，不需
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