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導電陶瓷之厚膜歐姆電阻

一般厚度在10~15μm范圍稍厚的膜,稱為厚膜。厚膜歐姆導電陶瓷,其制備一般采用“厚膜法”或“絲網(wǎng)印刷法”的工藝。

基體通常是有96%的Al2O3制成的陶瓷體。然后用如上的厚膜法或絲網(wǎng)印刷法將釉及具有活性的電阻成分涂到基體上,通過燒后牢固地粘結(jié)到基體上,制成厚膜電阻。

盡管漿料及電阻器的制備很簡單,而獲得的元件結(jié)構(gòu)卻很復雜,并且導電機理還是一個在討論的問題。

活性電阻成分通常是高導電性氧化物(10^5~10^6S/m),如PbO、RuO2、Bi2Ru2O7和B2Ir2O7。它們的電學性能與金屬相似,具有低的正溫度系數(shù)電阻率(PTCR)。釉通常為硼酸鉛,一般組成為(wt%)52PbO-35SiO2-10B2O3-3Al2O3。正常情況下,電阻器在可導電性組分濃度低時表現(xiàn)出高電阻率及大的負溫度系數(shù)(NTC),而在高濃度下表現(xiàn)為低電阻率及正溫度系數(shù)(PTC)。這種性能的差異,是因在絕緣的基體上導電顆粒無規(guī)則的分布引起的。絕緣基體中分散的金屬顆粒平均粒度100μm,在金屬濃度很小時其導電率很低;而當其濃度在10vol%左右的范圍內(nèi)略有增加時,其電導率即可增加幾個數(shù)量級。這一結(jié)果可以理解為,在精確控制濃度下形成電極的顆粒之間逐步形成連續(xù)接觸。

通過電子顯微鏡表明:分散的導電顆粒形成了接近于彼此聯(lián)結(jié)的顆粒鍵。按這種模型,即使在很分散的情況下,也會有一與電極相連的可導顆粒鍵。電阻由兩部分形成,其一是可導顆

粒的內(nèi)阻;其二是它們之間相接觸的區(qū)域電阻。前者提供PTCR,而后者如果依賴于熱激發(fā)形成的半導體現(xiàn)象將提供NCR。但是至今,還不可能確定材料顆粒表面之間性能?,F(xiàn)已證明,釉中的導電氧化物的溶解度很小,但由于品粒間膜層很薄,致使釉具有足夠的電導率。

另外釉的成分具有抗?jié)裥阅?,在正常環(huán)境中是穩(wěn)定的。

在生產(chǎn)實際中應(yīng)嚴格控制生產(chǎn)條件,確保生產(chǎn)重復性好。

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