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Mn-Ni-O基NTC热敏电阻材料微波水热合成及Al掺杂特性研究

文献类型:学位论文

作者黄霞
答辩日期2011-05-31
授予单位中国科学院研究生院
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师常爱民
关键词Ntc热敏电阻 Al2o3 微波水热 纳米粉体
学位名称硕士
学位专业材料物理与化学
英文摘要

大多数负温度系数(Negative Temperature Coefficient, NTC)热敏电阻是由过渡金属(Co、Mn、Ni、Fe、Cu等)元素组成的具有尖晶石结构、钙钛矿结构或其他结构的复合氧化物。本论文选择三元系MnNiCoO和四元系MnNiCuFeO NTC热敏电阻为研究对象,分别采用氧化物法和微波水热法制备NTC热敏电阻材料,利用多种检测手段对产物进行分析和表征,并对其电学性能进行了测试。其主要研究内容如下: 1. 选择三元系MnNiCoO NTC热敏电阻为研究对象,采用传统的氧化物法工艺制备NTC热敏电阻材料,研究了Al2O3掺杂对MnNiCo系NTC热敏电阻的显微结构和电学性能的影响。由实验结果可知:Al2O3掺杂并不改变材料晶体结构(尖晶石固溶体),掺杂后材料的阻温变化关系与负温度系数热敏电阻的阻温特性一致;材料的晶粒随Al2O3含量的增加而减小,其室温电阻率和B值由339.07 Ω•cm、3489.07 K分别增加到3723.89 Ω•cm、4018.99 K,老化稳定性由1.65 %提高至0.17 %。该材料系列电阻率和B值调整范围较大,是一种具有实际应用价值的NTC热敏电阻。 2. 以Mn(NO3)2,Ni(NO3)2•6H2O,Cu(NO3)2•3H2O,Fe(NO3)2•9H2O和NaOH的共沉淀物为前驱体,采用微波水热法制备MnNiCuFeO系NTC热敏电阻材料。研究了反应温度、反应时间、pH值、填充率、表面活性剂等对粉体形成的影响。采用XRD、SEM、TG-DSC和激光粒度分析等检测手段,对粉体进行了研究。结果表明,温度在微波水热反应中对产物结晶度和晶粒形成机理影响比较大,表面活性剂的加入对粉体的团聚控制方面没有太大的改善。同时,填充度对产物的结晶度有一定的影响,在填充度为50 %时,能够形成较完整的尖晶石相和氧化铜相的固溶体。在pH=13,填充度为50 %的碱性介质中用微波水热法在200 °C,30 min内制备了晶粒大小为100 nm左右的NTC热敏电阻纳米粉体。在1000°C下烧结,可得到相对致密度为98.16 %的陶瓷体,测其室温电阻率ρ25°C为98 Ω•cm,材料常数B25/50为2100 K。

源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/4432]  
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
黄霞. Mn-Ni-O基NTC热敏电阻材料微波水热合成及Al掺杂特性研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院研究生院. 2011.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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