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.
个性服务
查看访问统计
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享
所有评论 (0)
暂无评论
 

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。


©版权所有 ©2017 CSpace - Powered by CSpace