Mn-Co-Ni-O系NTC薄膜热敏电阻材料的制备工艺及性能研究
文献类型:学位论文
作者 | 陈雪颖 |
答辩日期 | 2013-05-27 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 中国科学院新疆理化技术研究所 |
导师 | 徐金宝 |
关键词 | 薄膜 Ntc热敏电阻 电学性能 导电机理 |
学位名称 | 硕士 |
学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
英文摘要 | 负温度系数(Negative Temperature Coefficient, NTC)热敏电阻材料是电阻率随着温度的升高呈指数规律降低的热敏材料,作为温度传感器的感温元器件,可广泛应用于温度检测与控制、温度补偿和抑制浪涌电流等领域。具有AB2O4尖晶石型结构的Mn-Co-Ni-O材料体系是NTC热敏电阻材料的主要研究体系之一,所制备的NTC热敏电阻器具有热稳定性能良好、灵敏度高、精度高、响应速度快等优势。当前,作为NTC热敏电阻材料的研究热点之一,膜状NTC热敏电阻材料在航天、工业、电子、家用电器等领域均有广阔的市场前景,因此是一个很有价值的研究方向。 本文以Mn-Co-Ni-O系尖晶石结构NTC薄膜热敏电阻材料作为主要研究对象,详细讨论了采用不同工艺制备NTC薄膜热敏电阻的方法,并对不同工艺制备的NTC薄膜热敏电阻的性能参数、微观结构等展开了研究与探讨。本文主要研究内容分为以下四点: (1)采用溶胶-凝胶制备工艺,以乙酸盐为原材料,乙酸溶液为溶剂,化学体系为Mn-Co-Ni-O,在Si衬底上制备单一组分薄膜NTC热敏电阻材料,退火温度分别为650℃,700℃,750℃,800℃。详细论述不同退火热处理温度对MCN薄膜NTC热敏电阻材料电学性能、微观形貌、物相结构的影响。结果表明,退火温度为650℃时,薄膜已形成尖晶石结构,退火温度为750℃时,材料的电学性能、相纯度、薄膜表面致密度等性能均优于其他退火条件下的热敏电阻。 (2)采用溶胶-凝胶法制备薄膜热敏材料,高温退火处理过程对热敏材料进行结晶化使形成尖晶石结构,制备工艺单一,因此我们采用醇热方法晶化具有尖晶石结构的NTC薄膜热敏电阻。结果表明:在醇热法合成温度150℃、反应时间12h的条件下,可以实现薄膜热敏材料的结晶化。使用醇热法合成NTC薄膜热敏电阻的方法具有可行性,操作简单,成本低廉,但薄膜成膜质量较差,与衬底的粘附力降低,实验成功率低,因此需要进一步改进实验工艺条件以制备出性能优异的热敏电阻。 (3)在大量薄膜NTC热敏电阻材料的实验数据基础上,以多种组分交替沉积制备纳米复合薄膜材料为研究内容,采用溶胶-凝胶法制备多层膜热敏电阻,对薄膜的物相结构、微观形貌、导电机理等进行了研究。 (4)最后开展的实验工作是采用溶胶-凝胶法制备Mn1.5Co1.5-xNixO4(x=0, 0.25, 0.5, 1.5)NTC热敏电阻,详细讨论了前驱体粉体的物相结构、红外吸收光谱,以及热敏电阻材料的导电机理和电学性能。采用溶胶-凝胶法制备Mn1.5Co1.5-xNixO4 (x=0, 0.25, 0.5, 1.5)NTC热敏电阻,烧结温度750℃,成瓷烧结温度1050℃,材料的各项参数可通过阻温关系等得出。 |
公开日期 | 2013-06-05 |
页码 | 75 |
源URL | [http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/2519] ![]() |
专题 | 新疆理化技术研究所_材料物理与化学研究室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈雪颖. Mn-Co-Ni-O系NTC薄膜热敏电阻材料的制备工艺及性能研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式: OAI收割
来源:新疆理化技术研究所
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