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掺杂对尖晶石型NTCR电性能的影响

作　者: 杨雄标
导　师: 郝永德
学　校: 华中科技大学
专　业: 集成电路工程
关键词: NTC 尖晶石掺杂 B值烧结电性能
分类号: TN37
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
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内容摘要

NTCR（negative temperature coefficient resistance）由于稳定性高,灵敏度高,可靠性好且价格低廉而得到了广泛应用。目前,对NTC热敏电阻材料进行掺杂处理,制备符合参数要求且性能稳定的NTCR,已经引起越来越多的关注。论文主要以Mn-Co-Ni系尖晶石型NTCR材料为基础,对其进行氧化物掺杂,采用传统的电子陶瓷制备工艺,制备了一系列尖晶石型NTCR样品,并在恒温环境下测试样品的室温（25℃）电阻,用室温电阻率ρ25和材料常数B值表征NTCR样品的电性能,分析并讨论掺杂对尖晶石型NTCR电性能的影响。首先,本论文系统地研究了SiO₂、Al₂O₃、CuO和Bi₂O₃的单一掺杂对尖晶石型NTCR材料电性能的影响,发现SiO₂和Al₂O₃的掺杂虽然可以提高材料的室温电阻率和材料常数B值,但过量的掺杂不利于尖晶石型热敏电阻材料的致密烧结,其最佳掺入量在1.0wt%左右;CuO在高温烧结时可以作为助熔剂,而Bi₂O₃不仅可以降低烧结温度,而且它对材料的材料常数B值也有贡献。其次,本论文比较了Al₂O₃和SiO₂以及ZnO、Al₂O₃与TiO₂的掺杂对材料电性能的影响,结果表明Al₂O₃的掺杂对材料B值的贡献要大于SiO₂,而对二元系材料的掺杂发现,样品的室温电阻率变化较小,但B值变化较大。最后对尖晶石型NTCR材料混合掺杂CuO、Al₂O₃、Bi₂O₃和Fe₂O₃,结果发现在1200℃烧结时,得到室温电阻率ρ25=550Ω·cm,材料常数B=3520 K的热敏电阻。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 综述  8-17
  1.1 NTCR 的发展历程  8-9
  1.2 NTCR 的性质及应用  9-12
  1.3 NTCR 材料的分类及制备工艺  12-15
  1.4 本文的研究内容  15-17
2 尖晶石型NTC 热敏电阻  17-21
  2.1 尖晶石结构  17-18
  2.2 尖晶石结构NTCR 的导电机理  18-19
  2.3 尖晶石结构NTCR 的掺杂  19-21
3 实验过程  21-26
  3.1 实验设计  21-22
  3.2 样品制备  22-24
  3.3 参数测试  24-26
    3.3.1 表观密度  24
    3.3.2 室温电阻率  24-25
    3.3.3 材料常数B 值  25-26
4 性能测试及分析  26-45
  4.1 结构特性测试  26-27
    4.1.1 Mn_(1.8)Ni_(1.0)Co_(0.2)O_4 陶瓷材料  26-27
    4.1.2 Mn_(1.15)Co_(1.85)O_4 陶瓷材料  27
  4.2 性能测试分析  27-45
    4.2.1 SiO_2 掺杂对尖晶石型NTCR 材料性能的影响  27-30
    4.2.2 A1_2O_3 掺杂对尖晶石型NTCR 材料性能的影响  30-32
    4.2.3 CuO 掺杂对尖晶石型NTCR 材料性能的影响  32-35
    4.2.4 Bi2O_3 掺杂对尖晶石型NTCR 材料性能的影响  35-38
    4.2.5 A1_2O_3 与SiO_2 的掺杂比较  38-40
    4.2.6 ZnO、A1_2O_3 与TiO_2 的掺杂比较  40-42
    4.2.7 混合掺杂对尖晶石型NTCR 材料性能的影响  42-45
5 结论  45-46
致谢  46-47
参考文献  47-49

掺杂对尖晶石型NTCR电性能的影响

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