低阻高B值Mn-Ni-Cu-O系NTC热敏材料的研究

发布时间：2018-04-18 03:15

  本文选题：NTC + 材料常数B值　； 参考：《华南理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：NTC(Negative Temperature Coefficient)热敏电阻可广泛应用于抑制浪涌电流、温度测量和温度补偿等方面。本论文以Mn-Ni-Cu基NTC热敏电阻材料为研究对象,研究化学组成、制备工艺对Mn-Ni-Cu基NTC热敏电阻材料物相组成、微观结构以及电学性能的影响。论文研究目标是获得低电阻率高材料常数B值的NTC热敏电阻材料。首先研究了Mn-Ni-Cu三元系NTC热敏电阻材料,研究了其化学组成、烧结工艺对微观结构和电性能的影响。研究结果表明,在Ni含量0.35≤x≤0.65范围内,随着Ni含量的增加,材料常数B值单调增大,而室温电阻率呈U型变化;通过复阻抗谱分析证实,Ni含量变化会引起晶粒内部阳离子分布变化,从而引起材料电阻率相应变化;XRD分析表明,Ni含量过高会形成不良导电相NiO,亦会导致材料电阻率增加。随着Cu含量的增加,材料室温电阻率和材料常数B值先减小后增加。材料的烧结温度对Cu含量十分敏感,随着Cu含量的增加,最佳烧结温度下降,烧结温度过高会使材料的室温电阻率增加。在Mn-Ni-Cu三元系NTC电阻材料研究基础上,研究了Fe2O3掺杂对Mn-Ni-Cu系热敏电阻材料微观结构和电性能的影响。XRD分析表明,在Fe含量x≤0.4范围内,Fe离子完全进入尖晶石结构中,随着Fe含量的增加,晶格常数减小,晶粒尺寸变小;随着Fe含量的增加,材料电阻率先小幅度减小后增大,在x=0.1时,电阻率取得最小值;而材料常数B值随着Fe含量的增加,先显著减小后增大,在x=0.3时取得最小值。在Mn-Ni-Cu三元系NTC电阻材料研究基础上,研究了SiO2掺杂对Mn-Ni-Cu系热敏电阻样品性能的影响。当Si含量x≤0.08时,晶粒尺寸随着Si含量的增加而减小,单位体积内晶界数目增加;当Si含量x0.08时,晶粒尺寸随着Si含量的增加而变大,单位体积内晶界数目下降。Si元素在尖晶石结构中主要以Si4+价态占据B位,尖晶石结构中阳离子分布随Si含量增加而变化,从而导致样品的电学性能发生变化。在Mn-Ni-Cu三元系NTC电阻材料研究基础上,研究了Co含量对Mn-Ni-Cu系热敏电阻样品的相结构、微观形貌以及电性能的影响。当Co含量x0.8时,与Mn-Ni-Cu形成良好的固溶体,当Co含量x=0.8时,有少量的杂相Co3O4和CoO存在。从复阻抗谱分析可知,室温环境下材料总电阻率的贡献主要来自本征贡献。样品室温电阻率与材料常数B值均随Co含量的增加而增加,Co元素可在对样品电阻率影响较小的情况下,提高材料常数B值。在Mn-Ni-Cu三元系NTC电阻材料研究基础上,研究了Zn含量对Mn-Ni-Cu系热敏电阻样品性能的影响。当Zn含量x0.7时,样品为单相立方尖晶石型结构;当x=0.7时,样品为四方尖晶石结构,并存有杂相NiO和CuO。样品室温电阻率和材料常数B值均随着Zn含量的增加而增大,老化性能随着Zn含量的增加而提高,在x=0.6时,样品老化后电阻相对变化率取得最小值/=1.47%。
[Abstract]:NTC(Negative Temperature efficient thermistors can be widely used in surge suppression, temperature measurement and temperature compensation.In this paper, Mn-Ni-Cu based NTC thermistors were studied. The effects of chemical composition and preparation process on the phase composition, microstructure and electrical properties of Mn-Ni-Cu based NTC thermistors were studied.The aim of this paper is to obtain NTC thermistors with low resistivity and high material constant B value.Firstly, the Mn-Ni-Cu ternary NTC thermistors were studied, and the effects of their chemical composition and sintering process on the microstructure and electrical properties were studied.The results show that with the increase of Ni content in the range of 0.35 鈮，

本文编号：1766543