题名 | Zn掺杂制备Ni (Co)-Mn基高稳定性NTC热敏氧化物材料及其性能研究 |
作者 | 程飞 |
答辩日期 | 2015-05-24 |
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 | Zn元素掺杂 相结构 Ntc热敏陶瓷 热稳定性 |
学位名称 | 硕士 |
学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
英文摘要 | 在NTC热敏电阻领域,含Mn尖晶石结构热敏陶瓷具有悠久的应用历史,其中Mn、Ni、Co是被使用最多的元素。Ni-Mn-O体系氧化物材料则是实际应用最多的体系,具有很高的实用价值。另外Co-Mn-O基氧化物材料具有较高的B值、低的电阻率。而Fe元素可以显著地增加材料的电阻率,所以Fe-Co-Mn-O体系将会具有高的电阻率以及高的B值。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Ni-Mn-O以及Fe-Co-Mn-O材料体系进行掺杂实验。通过材料组分以及制备工艺的优化来制备具有特定目标参数的NTC热敏电阻。制备了三元系ZnxNi1-xMn2O4(0≤x≤1.0)和四元系ZnxFea-xCo2MnbO8(0≤x≤0.8, a+b=4)系列陶瓷,通过激光粒度分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜测试、热膨胀测试、交流复阻抗测试、电阻温度关系测试等方法,研究了Zn元素掺杂对含Mn系尖晶石型NTC热敏陶瓷的性能研究。主要研究内容如下:(1)采用氧化物固相球磨法制备ZnxNi1-xMn2O4(0≤x≤1.0)系列NTC热敏陶瓷。1200 oC烧结后陶瓷的X射线衍射分析结果表明:当0≤x≤0.4,陶瓷为单一的立方尖晶石相;当x=0.6, 0.8时,样品由立方尖晶石和四方尖晶石相共同构成;而当x=1时,陶瓷由单一的四方相组成。(2)电学性能测试结果表明,ZnxNi1-xMn2O4陶瓷的电阻率随Zn含量的增加而呈现V字型变化,室温电阻率范围为:3143-136780 Ω.cm,材料常数范围为:3893-4491K。当x=0.25时电阻率最小,即ρ25=3143Ω.cm。(3)该系列陶瓷在125oC老化500 h后,电阻率漂移率在0.69%-1.72%范围内。其中x=0.25对应的材料组分表现出较高的热稳定性。(4)采用液相共沉淀法,制备出ZnxFea-xCo2MnbO8(0≤x≤0.8)系列NTC热敏陶瓷。EDS能谱分析结果表明:各种金属元素都已完全沉淀。高温烧结后各组分陶瓷都具有单一的立方尖晶石结构。(5)随着Zn含量的增加,ZnxFea-xCo2MnbO8(0≤x≤0.8)陶瓷的电阻率先减小后增大,在x=0.6时电阻率最小。室温电阻率范围为:9.7-27kΩ.cm,材料常数范围为:3966-4270K。(6)本文通过对Zn0.4Fea-0.4Co2MnbO8陶瓷制备工艺的优化,最终在1200oC烧结以及慢速退火等制备条件下,成功制备出具有目标参数的NTC热敏电阻。 |
公开日期 | 2015-06-15 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/4253] ![]() |
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 | 程飞. Zn掺杂制备Ni (Co)-Mn基高稳定性NTC热敏氧化物材料及其性能研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2015. |
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