Synthesis, Structure and Electrical Properties of Donor Doped Barium Titanate Ceramics

Netto-donor dotierte Bariumtitanat-Keramiken wurden im Rahmen dieser Arbeit mittels Impedanzspektroskopie in einem Temperaturbereich von 50-400 °C charakterisiert. Weiter wurden REM-EDX, XRD und TG-MS als analytische Methoden verwendet. Mikrometerskalige Keramikproben, die den PTCR-Effekt zeigten, wurden über eine modifizierte Festoxidroute hergestellt. Die Widerstände des Korninneren sowie der Korngrenzen und die Korngrenzenkapazitäten konnten bei der Messung der PTC-Widerstandskurve mittels Impedanzspektroskopie sehr genau bestimmt werden. Eine Messreihe mit unterschiedlichen DC-Werten und AC-Amplituden zeigte die Feldabhängigkeit des elektrischen Widerstandes. Industrielle PTC-Proben wurden ebenso mittels Impedanzspektroskopie charakterisiert. Die Variation von DC-Wert und AC-Amplitude, der Geometrie, der Sinterparameter, des pO2 und Reduktions-/Oxidations-Experimente führten zu weiteren Erkenntnissen über das untersuchte Material. Im letzten Teil der Arbeit wurden sub-Mikrometer Keramiken über ein nanoskaliges Vorläuferpulver hergestellt. Die Vorläuferverbindung wurde mittels Oxalatfällung und Kalzinieren bei relativ tiefer Temperatur hergestellt. Auch dieses Produkt wurde mittels Impedanzspektroskopie im Temperaturbereich zwischen 50 – 400 °C charakterisiert. Für dieses Material wurde kein PTC-Effekt gefunden. Es konnte jedoch die Trapping-Energie für den Mangan-Dotierstoff ermittelt werden.