Abstract
本研究擬以氯化物共沈法製備ＴｉＯ2 粉末，並對ＴｉＯ2 陶瓷的燒結行為以及影響電性的因素進行探討，又以電腦模擬晶界偏析理論模型，以共沈法製作ＴｉＯ2 粉末，發現添加劑對 燒燒後ＴｉＯ2 粉末的結晶粒徑有很大的影響，Ｎｂ抑制晶粒成長，而低價元素Ｃａ和Ｌａ則促進結晶粒成長。添加劑溶解於ＴｉＯ2 影響氧空缺的濃度，造成結晶粒徑的變化。未溶解於ＴｉＯ2 的添加劑，則抑制ＴｉＯ2 結晶粒的成長。共沈的ＴｉＯ2 粉末之燒結行為主要受添加劑（氧空缺），二次相、生胚的均勻度，粉末結晶粒徑和晶粒異常成長等因素控制高氧空缺濃度，高均勻度生胚，微細結晶粒促進ＴｉＯ2 的燒結能力。晶粒異常成長發生的時機對燒結體可達到的最後密度有決定性的影響。凝聚體間緻密化速度增快或抑制凝聚體內緻密化，使燒結體緻密比均勻有助於燒結密度的提升。ＴｉＯ2 陶瓷的電極對電性有很大的影響，Ａ 電極試片的介電逸散因子很大，銀膠電極中的玻璃黏結劑與ＴｉＯ2 陶瓷反應形成界面層，提高試片的電阻率，大大降低介電逸散因子。由電阻率隨平均晶粒粒徑的關係和Ｃ－Ｖ特性證實ＴｉＯ2 陶瓷體的晶界層具有Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ的特性。改變生胚的成型壓力和ＴｉＯ2 共沈粉末的結晶相，可以控制ＴｉＯ2 陶瓷體的微觀結構，並進而影響以銀膠為電極的陶瓷試片之介電性質。晶粒愈大降低陶瓷體的電阻率，促使以銀膠為電極的試片之介電逸因子的弛緩頻率移向高頻，得到較佳的介電性質。改變銀膠電極的烘燒溫度，可以控制銀膠與ＴｉＯ2 陶瓷體間界面層的厚度，烘燒溫度愈高界面層愈厚，相對界電常數和介電逸散因子愈低，試片的電阻率愈高，介電性質對溫度的穩定性愈好。本研究除了在實驗上研究ＴｉＯ2 陶瓷的基本特性和電性之外，又對ＴｉＯ2 陶瓷的晶界偏析理論模型進行研究，分別對ＴｉＯ2 陶瓷的缺陷平衡，晶界偏析模型和數值分析進行推導和計算。計算結果並與由Ｃ－Ｖ特性測出的晶界障層電位和施體濃度做比較。