ZnO—Nb2O5掺杂SnO2基陶瓷研究.pdfVIP

助 能 材 料 2012年增刊II(43)卷 ZnO—Nb2O5掺杂 SnO2基陶瓷研究 汤 帆，黄永前 ，孙敬韦，何 洋 (四川大学 材料科学与工程学院，四川 成都 610065) 摘 要 ： 通过常压烧结制备 Sn0 基 陶瓷 ，研究了 2．2 实验方法 Zn0、Nb2O 单掺杂及 Zn0一NbO 复合掺杂对 SnO。 按设计配比称量原料 ，置于球磨罐 中混磨 1h，然 基陶瓷的烧 结性 能及 电阻率 的影响。采 用 SEM 及 后加入适量 39／6(质量分数)甲基纤维素溶液造粒 ，液 XRD对试样分别进行 了微观 结构观察及物相分析。 压机单向模压成型制得 15mm×10mm 的生料坯体， 研究表明，掺杂 ZnO能提 高陶瓷的体积密度，但对 于 干燥后以5℃／min的升温速率升至 1450℃保温 2h后 降低 电阻率的影响不明显，当ZnO掺杂量在 0．5 ～ 随炉冷却。 0．7596／(质量分数)时，SnO 基体积密度 可达到 6．67～ 2．3 样 品的性能表征及微观结构 6．73g／cm。；掺杂NbO 不能有效提高烧成陶瓷的体积 采用阿基米德排水法测算样品密度 ；根据 四探针 密度，但能显著降低 SnO 基陶瓷的电阻率；0．5 (质量 法测量样品常温电阻率；采用 X’pertTROMPD型 X 分数)ZnO～1．5 (质量分数)NbO 复合掺 杂在 射线衍射测试仪对样 品粉末进行物相分析；采用 SM一 1450C下烧成的陶瓷可得到较好的性能，其体积密度可 5900LV型扫描电镜对样品的微观结构进行观察和分 达到 6．61g／cm。，常温电阻率为 867．84Q ·cm。 析。 关键词 ： SnO 基陶瓷；ZnO—Nb。O 复合掺杂 ；体积 3 结果与讨论 密度 ；电阻率 中图分类号： TN383 文献标识码 ：A 3．1 添加剂对 SnO。基陶瓷性能的影响 文章编号 ：1001—9731(2012)增刊 1I一0202—03 3．1．1 单掺杂 ZnO、Nb。O 对 SnO。基陶瓷性能的影 响 1 引 言 图1为体积密度随添加剂掺杂量的变化关系曲 SnO 基陶瓷因其强抗腐蚀特性及较高的高温 电 线。由图1知，单掺杂 ZnO对 SnO：基陶瓷体积密度 阻率 ，已在玻璃工业 中作为电熔窑炉 电极材料得到了 有非常明显的影响，随着掺杂量的增加 ，体积密度先急 广泛应用 。l_l近年来 ，为了进一步完善玻璃 电熔技术 ， 剧增加而后维持在相对稳定的水平 。掺杂 ZnO使得 国内外在改善 SnO。基陶瓷 电极烧结性能及 电学性能 SnOz晶格产生更多的氧空位 ，从而造成 SnO 晶格收 方面进 行 了大量研究 。研 究 。。。表 明，掺杂 MnO 、 缩增大 ，同时 ZnO也能促进SnO 晶粒长大 ，_7从而导 CuO、ZnO等能促进 SnO。基陶瓷的致密化烧结，掺杂 致烧结的SnO。基陶瓷更加致密。单掺杂ZnO的掺杂 sbz0。、Nb0 等能降低 snO 基陶瓷 的电阻率 。目 量在0．75 (质量分数)时，SnO。基 陶瓷的体积密度 前 ，对于 MnO 、CuO、SbO。的复合掺杂研究较多，但 最大，可达到 6．73g／cm。，相对密度为 96．8396／，显气孔 是 Mn”、Cu 对玻璃具有着色作用 ，其对玻璃 的污染 率为 1．O29／6。 在一定程度上限制着 SnO。基 陶瓷 的应用 ，然而对于 无着色作用的ZnO-Nb。O 复合掺杂体系制备 SnO 镬 # ；