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导电陶瓷之厚膜欧姆电阻

一般厚度在10~15μm范围稍厚的膜,称为厚膜。厚膜欧姆导电陶瓷,其制备一般采用“厚膜法”或“丝网印刷法”的工艺。

基体通常是有96%的Al2O3制成的陶瓷体。然后用如上的厚膜法或丝网印刷法将釉及具有活性的电阻成分涂到基体上,通过烧后牢固地粘结到基体上,制成厚膜电阻。

尽管浆料及电阻器的制备很简单,而获得的元件结构却很复杂,并且导电机理还是一个在讨论的问题。

活性电阻成分通常是高导电性氧化物(10^5~10^6S/m),如PbO、RuO2、Bi2Ru2O7和B2Ir2O7。它们的电学性能与金属相似,具有低的正温度系数电阻率(PTCR)。釉通常为硼酸铅,一般组成为(wt%)52PbO-35SiO2-10B2O3-3Al2O3。正常情况下,电阻器在可导电性组分浓度低时表现出高电阻率及大的负温度系数(NTC),而在高浓度下表现为低电阻率及正温度系数(PTC)。这种性能的差异,是因在绝缘的基体上导电颗粒无规则的分布引起的。绝缘基体中分散的金属颗粒平均粒度100μm,在金属浓度很小时其导电率很低;而当其浓度在10vol%左右的范围内略有增加时,其电导率即可增加几个数量级。这一结果可以理解为,在精确控制浓度下形成电极的颗粒之间逐步形成连续接触。

通过电子显微镜表明:分散的导电颗粒形成了接近于彼此联结的颗粒键。按这种模型,即使在很分散的情况下,也会有一与电极相连的可导颗粒键。电阻由两部分形成,其一是可导颗

粒的内阻;其二是它们之间相接触的区域电阻。前者提供PTCR,而后者如果依赖于热激发形成的半导体现象将提供NCR。但是至今,还不可能确定材料颗粒表面之间性能。现已证明,釉中的导电氧化物的溶解度很小,但由于品粒间膜层很薄,致使釉具有足够的电导率。

另外釉的成分具有抗湿性能,在正常环境中是稳定的。

在生产实际中应严格控制生产条件,确保生产重复性好。

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