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本論文重點在於製備高居禮溫度PTCR材料,如PbTiO3的居禮溫度為490℃ 。研究中以核-殼(Core-Shell)結構及高Pb含量材料的製作為主題.核-殼 結構為Pb成份偏析的結果,即殼層為富鉛相,核層則維持粉末原成份。我 們認為核-殼結構的成因主要為冷卻速率影響,慢速冷卻下所得為成份均 勻的陶瓷體,快速冷卻則將引發核-殼結構形成。當冷卻速率越快使殼層 越厚時,電阻曲線上將出現單一高溫Tc,反之若殼層太薄,則出現雙Tc現 象。研究中改變的製程參數有燒結方式(計有傳統電氣爐燒結、微波燒結 、快速燒結),粉末型式(如固溶粉末與核殼粉末)及成份。實驗結果發現 固溶粉末與核-殼粉末結果類似,皆因原子擴散行為使殼層產生 (Pb,Sr) TiO3固溶相,而無法成功製作殼層為純PbTiO3的核-殼結構而(Pb0.9 Sr0.1)TiO3及PbTiO3的PTCR材料皆可以快速燒結製備成功另外本論文中比 較了傳統電氣爐燒結、快速燒結及微波燒結的差異,微波燒結確實可促進 原子擴散或降低反應活化能,而得到單一高溫Tc的電阻曲線,但對高Pb含 量的材料而言,卻極易導致熱崩潰。快速燒結除了大幅縮短燒結時間外, 其易控制冷卻速率、及減少製程中Pb的揮發等,皆是不容忽視的優點。
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