第1章功能陶瓷簡介/001

1.1陶瓷與中國文化002

1.2功能陶瓷與現代科學技術002

1.3功能陶瓷的制備/生產工藝004

1.3.1原料004

1.3.2配料計算005

1.3.3備料006

1.3.4成型006

1.3.5燒結007

1.3.6表面金屬化013



第2章壓敏陶瓷的應用和研究/014

2.1壓敏陶瓷的應用015

2.1.1過壓保護015

2.1.2電壓穩定016

2.1.3吸收浪湧和雜波016

2.2壓敏陶瓷材料的研究017

2.2.1SiC壓敏陶瓷017

2.2.2ZnO壓敏陶瓷018

2.2.3TiO2壓敏陶瓷021

2.2.4SnO2壓敏陶瓷024

2.2.5SrTiO3壓敏陶瓷032

2.2.6BaTiO3壓敏陶瓷034

2.2.7WO3壓敏陶瓷034

2.3TiO2壓敏材料的研究意義035



第3章壓敏材料的物理原理/036

3.1壓敏材料的電流-電壓曲線037

3.2壓敏材料的非線性原理038

3.3壓敏材料的勢壘結構039

3.3.1晶界結構039

3.3.2勢壘結構043

3.3.3勢壘結構對壓敏性能的影響044

3.3.4導電機理045

3.4壓敏材料的性能表征050



第4章Nb2O5和CaCO3摻雜TiO2壓敏陶瓷/053

4.1TiO2-Nb2O5-CaCO3樣品制備及檢測054

4.2TiO2-Nb2O5-CaCO3壓敏陶瓷的晶界勢壘形成過程055



第5章Ge摻雜TiO2基壓敏陶瓷/058

5.1Ge摻雜TiO2-Nb2O5-CaCO3壓敏陶瓷059

5.1.1TiO2-Nb2O5-CaCO3-Ge壓敏陶瓷制備及檢測059

5.1.2微觀結構分析063

5.2Ge摻雜TiO2-Ta2O5-CaCO3壓敏陶瓷070

5.2.1TiO2-Ta2O5-CaCO3-Ge壓敏陶瓷制備及檢測070

5.2.2微觀結構分析072

5.2.3TiO2-Ta2O5-CaCO3-Ge陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能078



第6章GeO2摻雜TiO2基壓敏陶瓷/079

6.1TiO2-Ta2O5-CaCO3-GeO2壓敏陶瓷的制備及檢測080

6.2微觀結構分析082

6.3TiO2-Ta2O5-CaCO3-GeO2陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能086



第7章Ge和GeO2共摻雜TiO2基壓敏陶瓷/088

7.1Ge和GeO2共摻雜TiO2-Ta2O5-CaCO3壓敏陶瓷089

7.1.1TiO2-Ta2O5-CaCO3-Ge-GeO2壓敏陶瓷制備及檢測089

7.1.2微觀結構分析092

7.1.3TiO2-Ta2O5-CaCO3-Ge-GeO2陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能103

7.2Ge和GeO2共摻雜TiO2-V2O5-Y2O3壓敏陶瓷103

7.2.1TiO2-V2O5-Y2O3-Ge-GeO2壓敏陶瓷制備及檢測103

7.2.2微觀結構分析106

7.2.3TiO2-V2O5-Y2O3-Ge-GeO2陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能110

7.3Ge和GeO2共摻雜TiO2-Ta2O5-BaCO3壓敏陶瓷111

7.3.1TiO2-Ta2O5-BaCO3-Ge-GeO2壓敏陶瓷制備及檢測111

7.3.2微觀結構分析114

7.3.3TiO2-Ta2O5-BaCO3-Ge-GeO2陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能124

7.4Ge和GeO2共摻雜TiO2-Nb2O5-SrCO3壓敏陶瓷124

7.4.1TiO2-Nb2O5-SrCO3-Ge-GeO2壓敏陶瓷制備及檢測124

7.4.2微觀結構分析128

7.4.3TiO2-Nb2O5-SrCO3-Ge-GeO2陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能133

7.5改進工藝和優化摻雜量的TiO2-Ta2O5-BaCO3-Ge-GeO2壓敏陶瓷135

7.5.1優化摻雜量和改進工藝135

7.5.2壓敏性能測試136

7.5.3優化TiO2-Ta2O5-BaCO3-Ge-GeO2陶瓷的晶界勢壘與壓敏性能139



參考文獻/140

材料、能源、信息是21世紀三大支柱產業，能源和信息技術的發展離不開新材料的開發與使用。功能陶瓷材料為新材料的重要組成部分，是高新技術產業發展的基礎材料之一，廣泛應用於國民經濟的各個領域中。功能陶瓷具有電、磁、聲、光、熱和力等直接效應或耦合效應所提供的一種或多種特性和功能。例如，監測汽車尾氣氧含量的氧傳感器是一種半導體氣敏陶瓷器件；壓電地震儀能精確地測出地震強度、方位和距離。其他功能陶瓷材料在生活、生產和許多高新技術中也發揮著巨大作用。當前，功能陶瓷產業已經滲透到國民經濟、國防建設和人民生活的各個領域，對電子信息、生物技術、航空航天等一大批高新技術產業的發展起著支撐和先導作用。功能陶瓷的研究、開發和產業化水平已成為衡量一個國家綜合國力的重要指標。

TiO2壓敏電阻不僅壓敏電壓低，而且介電性能好，可用作電阻-電容雙功能器件，容易實器件功能集成化和智能化，是低功耗集成電路中重要的半導體器件。深入探索TiO2壓敏電阻非線性機理、有效提高非線性繫數、拓寬TiO2壓敏電阻的應用領域，對發展能源、信息、國防、航空航天及民用尖端技術具有重大意義。本書繫統介紹了一種TiO2低壓壓敏陶瓷材料的制備過程及主要性能。共分為7章。第1～3章由柴希娟老師(西南林業大學材料科學與工程學院)和董春雷老師(西南林業大學材料科學與工程學院)共同撰寫，第4～7章由康昆勇老師(西南林業大學材料科學與工程學院功能陶瓷和木陶瓷實驗室)撰寫。此外，在該書撰寫過程中，甘國友老師(昆明理工大學材料科學與工程學院副院長)、雷洪老師(西南林業大學材料科學與工程學院院長)、解林坤老師(西南林業大學材料科學與工程學院副院長)等給予了大力支持和幫助，在此一並致謝！

由於水平有限，書中不妥之處，敬請讀者批評指正，著者將不勝感激！



著者

2020年5月