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四元系Mn-Ni(Co)-Fe-Zn-O 热敏陶瓷材料的制备及电学性能研究

文献类型:学位论文

作者谢鲜鲜
答辩日期2017-05-25
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
导师常爱民
关键词Ntc热敏电阻 硫酸盐 Xrd Sem 稳定性
学位名称硕士
学位专业材料工程
英文摘要

NTC常温热敏电阻(-60 ℃ ~ 300 ℃)以由于测量温区较宽,研究比较成熟,广泛地应用于家用电器,移动设备以及汽车电子等民用领域。随着消费电子的发展,具有目标参数的ρ25=10(±3%) KW?cm, B25/50=3950(±3%) K的常温热敏电阻需求量逐渐增大。因此,制备符合市场需求的常温热敏电阻是目前主要研究方向之一。Mn-Ni-Fe-O与Mn-Co-Fe-O氧化物材料体系由于具有较宽B值(1000 K ~ 6000 K)和电阻率(100 ~ 105 KΩ·cm)在民用领域中应用较多。为了制备具有特定目标参数的 NTC 热敏电阻,本文选用 Zn 元素对 Mn-Ni-Fe-O氧化物陶瓷材料进行掺杂,调节热敏电阻的电学性能;采用微波烧结、二步烧结、常规烧结制备具有目标参数的Mn-Co-Fe-Zn-O 氧化物陶瓷材料,研究不同烧结方法对材料的一致性以及稳定性的影响;并采用硫酸盐共沉淀法对比硝酸盐共沉淀法制备Mn-Co-Fe-Zn-O 氧化物陶瓷材料,研究不同原材料对热敏电阻一致性以及稳定性的影响。主要研究内容与得到的结论如下:(1)采用共沉淀制备ZnxFe2.5-xNi2Mn1.5O8(0≤x≤0.8) 陶瓷粉体,结合XRD分析确定了最佳烧结温度为700 ℃,烧结后陶瓷晶粒平均尺寸范围为3 mm ~2 mm,随着Zn含量的增加,相对密度先从94.74 %增加到97.12 %,随后减少到 92.57 %,当掺杂量为x=0.2时,材料相对密度达到最大97.12 %。Zn元素的掺杂有效地改善了陶瓷材料的致密性。(2)随着Zn含量的增加,陶瓷样品的B25/50值从5375 K 减少至3911 K以及r25从9042 KW?cm 减少至 18 KW?cm。说明ZnxFe2.5-xNi2Mn1.5O8(0≤x≤0.8) 陶瓷具有较高的温度灵敏度,可根据调整Zn的掺杂量,得到相应的电学性能参数。(3)ZnxFe2.5-xNi2Mn1.5O8(0≤x≤0.8) 陶瓷样品在125 ℃下老化600 h,材料的△R/R0范围为0.64% ~0.99%,在x=0.2时得到最小值的△R/R0=0.58 %,(4)采用共沉淀制备Zn0.4Fe2.1Co2Mn1.5O8 热敏陶瓷粉体,对比硫酸盐与硝酸盐共沉淀法制备得到陶瓷样品在1200 ℃烧结后SEM分析,硫酸盐共沉淀法制备得到的Zn0.4Fe2.1Co2Mn1.5O8陶瓷样品致密度较高。(5)硫酸盐共沉淀法制备得到的Zn0.4Fe2.1Co2Mn1.5O8热敏陶瓷样品,其电学参数B25/50=4036 K,r25=13 KΩ·cm,△R/R0 =0.2 ‰;硝酸盐共沉淀制备得到的陶瓷样品其电学参数B25/50=3955 K,r25=11 KΩ·cm,△R/R0 =0.5 ‰;利用数据统计分析可知,硫酸盐共沉淀法所制备的陶瓷元器件其B25/50值的一致性较高,稳定性较好。关键词:NTC热敏电阻、硫酸盐、XRD、SEM、稳定性

页码60
源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/4943]  
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
谢鲜鲜. 四元系Mn-Ni(Co)-Fe-Zn-O 热敏陶瓷材料的制备及电学性能研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2017.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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