Позисторний матеріал на основі титанату барію-натрію-вісмуту

Реферат: UA 81649 U UA 81649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до розробки функціональних напівпровідникових матеріалів на основі напівпровідникового титанату барію, які проявляють ефект позитивного температурного коефіцієнту опору (ПТКО) при температурах вище 120 °C і може бути використана в системах захисту від перегріву електричних двигунів та в елементах тепловентиляторів [1, 2]. Позисторні матеріали проявляють ефект ПТКО при температурі переходу з сегнетоелектричної у параелектричну фазу. Для створення нагрівних елементів для тепловентиляторів та дизельних двигунів необхідні позисторні матеріали, які характеризуються високими температурами Кюрі (130-160 °C) і мають відносно низькі значення опорів при 3 кімнатній температурі (ρ20 °C10 Омсм). Крім того, позисторні матеріали повинні мати високу щільність кераміки для гарної відтворюваності результатів. Серед відомих високотемпературних позисторних матеріалів, тверді розчини системи (1х)(Ва, Y)ТіО3-хРbТіО3 (титанат барію-ітрію - титанат плюмбуму) проявляють ефект ПТКО при температурах вище 120 °C (аналог) [3]. Для надання напівпровідникових властивостей цим матеріалам, частину іонів барію заміщують іонами ітрію. Дані матеріали мають питомий опір при 2 кімнатній температурі ρ 20 °C10 Омсм. Ефект ПТКО в даній системі матеріалів проявляється при температурах вище 160 °C, при цьому кратність зміни опору складає біля 2-3 порядків. Недоліком таких матеріалів є наявність токсичного свинцю, який є забороненим для використання на практиці в електронній та електричній техніці [4]. Найближчим аналогом є напівпровідниковий безсвинцевий матеріал на основі твердих розчинів (1-х)ВаТіО3-xNa0,5Ві0,5ТіО3 (титанат барію - титанат натрію-вісмуту), синтезований методом твердофазних реакцій. [5-7]. Ці матеріали синтезують з карбонатів ВаСО3, Na2CO3 і оксидів Ві2О3 та ТіО2. Для надання напівпровідникових властивостей цим твердим розчинам при синтезі вводять оксиди Lа2О3 або Nb2O5. Матеріали даної системи з 0х0,5 проявляють ефект ПТКО в температурному інтервалі 120-200 °C. Основним недоліком матеріалів на основі (1-х)ВаТіО3-xNa0,5Ві0,5ТіО3 є відносно високі значення температур спікання (1300 °C), що призводить до випаровування сполук натрію та вісмуту. При цьому утворюється велика кількість вакансій у підгратці вісмуту та натрію і, як наслідок, зменшується температура Кюрі і відтворюваність властивостей в зразках однієї партії. 3 В основу корисної моделі поставлено задачу одержати низькоомний (ρ20 °C10 Омсм) безсвинцевий матеріал, в якому ефект ПТКО проявляється при 130-165 °C (відповідно, з робочою температурою 130-165 °C), з кратністю зміни опору в області ПТКО не менше 3-4 порядків з низькою температурою спікання (