论文部分内容阅读
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339.07Ω·cm、3489.07K分别增加到3723.89Ω·cm、4018.99K，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、填充度、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℃，30min内制备了晶粒大小为100nm左右的NTC热敏电阻纳米粉体。在1000℃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p25℃为98Ω·cm，材料常数B25/50为2100K。