三氧化鎢陶瓷

氧化鎢（WO3）是一種具有廣泛應(yīng)用前景的功能材料,在諸如電致變色、氣體傳感和化學(xué)催化等方面已得到較為系統(tǒng)的研究。近年來(lái),人們又發(fā)現(xiàn)WO3陶瓷呈現(xiàn)出良好的以低電壓小電流為特征的非線性電學(xué)性質(zhì),有望在微電子學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用。但是,由于WO3陶瓷本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)的復(fù)雜性,使得目前對(duì)WO3陶瓷電學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)上還沒有形成一個(gè)清晰全面的物理圖象。

通過(guò)對(duì)堿土元素（Ca、Sr和Ba）摻雜的WO3陶瓷進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn),Ca、Sr和Ba摻雜均能不同程度地促進(jìn)晶粒的生長(zhǎng),特別是Sr和Ba摻雜的樣品晶粒形狀發(fā)生了明顯的變化,由原來(lái)的球形變?yōu)槠瑺钚巍�堿土元素?fù)诫s樣品的相結(jié)構(gòu)仍是單斜相和三斜相共存,因而表現(xiàn)出了電學(xué)的不穩(wěn)定性。若均在空氣中燒結(jié),Ca和Ba都不能提高WO3的非線性系數(shù),而Sr摻雜的樣品,能呈現(xiàn)較高的非線性,最大非線性系數(shù)為8.7。但在氧氣氛中燒結(jié)時(shí),Ca摻雜的WO3陶瓷非線性明顯得到改善,最大非線性系數(shù)達(dá)13。

之后對(duì)過(guò)渡元素Mn和Cr的氧化物摻雜進(jìn)行了研究。我們發(fā)現(xiàn),Mn摻雜不僅可以促進(jìn)晶粒的生長(zhǎng),而且可以明顯提高WO3陶瓷的電學(xué)非線性,最大可達(dá)9.5左右,但電學(xué)穩(wěn)定性較差。在MnO2·WO3的基礎(chǔ)上添加Cr2O3,晶粒生長(zhǎng)受到明顯地抑制,此時(shí)非線性系數(shù)雖然降低,但同時(shí)改善了體系的電學(xué)穩(wěn)定性;