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氧化铝钛涂层导电吗?

2019-12-28 9:34:47      点击:
我们知道纯氧化铝、纯氧化铬涂层的介电性能弱、电阻较大,有一定的绝缘能力(在高温和高电压下,仍有被电击穿、从而失去绝缘能力的可能),纯氧化钛涂层有半导体属性,可以导电。那么是否含氧化钛的氧化铝钛陶瓷涂层也有导电能力或者说氧化铝钛涂层还绝缘吗?
经过与客户的共同实验,得出:当氧化钛含量在20%以下时,氧化铝钛陶瓷涂层仍然绝缘。当氧化钛含量超过20%时,氧化铝钛陶瓷涂层具有了导电能力。
这次,我们依然采用9M大气等离子热喷涂系统来做制备氧化铝钛陶瓷涂层,前期的棕刚玉喷砂和丙酮加超声波清洗基材就不再赘述了。因为市面上的陶瓷粉制备工艺不尽相同,所以本次优化出来的喷涂参数仅限于购买“锦州金江”氧化铝钛复合粉的客户参考。
氧化铝钛涂层
化学知识告诉我们,由于 TiO2在等离子喷涂的高温射流中的还原作用,涂层的导电性归因于 TiO2的失氧。在等离子喷涂过程中,TiO2被还原,形成缺氧相,是导致 TiO2具有半导体特性的原因。由于形成缺氧相,导致TiO2中产生氧空位,形成结构缺陷。这种缺陷大多数形成于高温熔融阶段,随着快速的冷却,被保留在涂层中。当通电加热时,这些缺陷对于导电起着主要作用。随着温度的升高,一些氧离子从 TiO2中逃至气相,形成氧空位,随着氧缺陷增加,产生越来越多的氧空位,导带中的电子浓度增加,从而降低氧化铝钛陶瓷涂层的电阻率。
氧化铝涂层
所以,氧化铝钛陶瓷涂层电阻率随Al2O3含量的增加而增加,这意味着TiO2的含量越高,陶瓷涂层的导电能力越强。另一方面,氧化铝钛陶瓷陶瓷涂层电阻率随温度升高而呈指数下降。