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《mnconio基ntc熱敏半導(dǎo)體陶瓷的低溫?zé)Y(jié)與電性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、王衛(wèi)民硬北工業(yè)大學(xué)工學(xué)蹲士學(xué)位論文摘要具有尖晶石結(jié)梅的Mn．Co-Ni基氧純秘是NTC熬敏電阻主要的材辯體系；多層片式他技術(shù)是NTC熱敏電阻領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，陶瓷低溫?zé)Y(jié)是其中最為關(guān)鍵的按未。本文選擇MmCo．Ni基氧化物為研究對(duì)象；以降低材料的燒結(jié)溫凄必主要磷究目標(biāo)；把先進(jìn)的粉體棗孝料合成工藝、添加燒結(jié)助熔劑以及摻雜改性作為主簧技術(shù)途徑，開艟了一系列的研究工作。揭示了形成溶膠凝膠體系豹一般規(guī)律；研究了干凝膠自蔓延形成目標(biāo)粉體躬反應(yīng)機(jī)理；揭示了多種摻雜、助熔劑對(duì)Mn，Co-Ni—O基半導(dǎo)體陶瓷燒結(jié)特性、顯微結(jié)構(gòu)以及電性能的影晌；最終將NilCoo．2Mnl．804系半導(dǎo)體
2、陶瓷的致密化燒結(jié)溫度降低至950℃，且保持了良好的電性能。首先，按照傳統(tǒng)嗣相法工芑制備Mn．Co-Ni．O基半導(dǎo)體陶瓷，研究組成對(duì)其相結(jié)構(gòu)與電性能的影響。結(jié)果表明：獲得具有單一尖晶石結(jié)構(gòu)的Mn．Co．Ni．O系半導(dǎo)體陶瓷，是保持其良好電性能的前提。為獲得單?尖晶石結(jié)構(gòu)的固溶體，控制Mn元素的含量最為重要?；谏鲜鲈?，選擇了組成為A1-1．2Mn2-1．804(其中A為其它金屬離子馳總和)的材料體系作為本文研究對(duì)象；Cu雖然可以降低Mn．Co-Ni-Cu．O系半導(dǎo)體陶瓷的燒結(jié)溫度至t100℃，但卻同時(shí)降低了材料的電阻率和材料常數(shù)B。作為有潛質(zhì)的低溫?zé)Y(jié)體系，將在保持其低
3、溫?zé)Y(jié)的同時(shí)，試圖改善材料的電性能。探索了溶膠凝獲囟蔓延法合成NitCOO．2Mnl．804納米粉體的工藝。分別制備逛了硝酸鹽～檸檬酸一己二醇體系和泊酸～硝酸鹽體系的溶膠凝膠，經(jīng)干澡褥到干凝膠，干凝膠自蔓延后經(jīng)800"C煅燒可以得到平均粒徑-40nm的NilCoo2Mnl．804粉體，該粉體其衣較高的燒結(jié)活性以及均勻的化學(xué)組成，綴1100℃燒結(jié)陶瓷致密度大予95％，比傳統(tǒng)固相法合成耪體的燒紿灄度降低了100-150℃。研究發(fā)現(xiàn)：乙二醇與檸檬酸之間形成鮑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及余擒離子與檸橡酸之闖穩(wěn)定配位鍵的形成是傈持溶膠凝膠體系穩(wěn)定的兩個(gè)重要條件；提出了“非晶態(tài)羧酸鹽前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)模
4、型”。該模型既解釋了硝酸赫。油酸體系中形成穩(wěn)定溶膠凝膠前驅(qū)體的條件，同時(shí)也有助予探明該干凝膠燃燒分解的反瘦機(jī)璦：揭示了干凝膠自蔓延形成目標(biāo)粉缽的反應(yīng)機(jī)理；其反應(yīng)過程為：(1)干凝膠前驅(qū)體的燃燒與分解：(2)形成具有尖晶石結(jié)構(gòu)的中闖粉體{(3)完成相轉(zhuǎn)變中問過程并合成出鼙標(biāo)維成的納米粉體。初步探明了不箍穩(wěn)定齊I對(duì)納米粉體戮聚以及燒結(jié)活性的影喻；探索了溶膠凝膠的脫承工芝、粉體的后甥處理工藝、粉體的成型技術(shù)等工藝因素對(duì)粉體燒結(jié)活性的影響。以降低半導(dǎo)體陶瓷鮑燒結(jié)溫度莘日提高電性熊為舅的，研究了多種摻雜、助熔劑(V20s、Bh03、B203、Si02、CuO等)對(duì)Mn—Co．Ni
5、．O基半導(dǎo)體羯瓷燒結(jié)特注、王衛(wèi)民譜北工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文顯微結(jié)構(gòu)以及電性能的影響。結(jié)果表明：1wt％V205顯著地提高了Mn．Co。Ni．O系以及Mn．Co．Ni．Cu．O系半導(dǎo)體陶瓷樣品的電阻率和材料常數(shù)B，這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以用“電子躍遷阻斷模型”給與解釋：v2+離子填充子未變形八面體間隙，占據(jù)著Mn4+離子的位置，減少了與Mn“離子相鄰的Mn4+離子的濃度，阻斷了電子從Mn“一Mn“的躍迂，增大了電子躍迂的激活能。在Mn．Co．Ni．O系半導(dǎo)體陶瓷材料中添加0．25—1．5wt％Bi203可以明顯降低陶瓷的燒結(jié)溫度。隨著Bi203含基的增加，陶瓷的致密度呈上升趨勢(shì)
6、，晶粒尺寸先增加后減小，含1wt％Bi203陶瓷樣品的晶粒尺寸為最大。含1wt％Bi203、經(jīng)1000℃燒結(jié)陶瓷的致密度達(dá)97％，且電性能良好。從“晶界效應(yīng)”和“陽離子分布效應(yīng)”闡明了燒結(jié)溫度對(duì)含Bh03的Mn．Co．Ni—O系半導(dǎo)體陶瓷電性能的影響規(guī)律。本文進(jìn)?步研究了復(fù)合摻雜BiV(Bi203-V203)對(duì)Mn．Co．Ni．O系以及Mn．Co-Ni．Cu．O系陶瓷燒結(jié)特性以及電性能的影響：復(fù)合摻雜BiV對(duì)Mn，Co，Ni—O系半導(dǎo)體陶瓷未能起到更為明顯促進(jìn)燒結(jié)的作用，同時(shí)也沒有發(fā)揮v205提高材料常數(shù)B的作用，其原因可能是形成了BiV第二租，削弱了單獨(dú)添加Bi203
7、或V205的作用。復(fù)合摻雜BiV2更好地促進(jìn)了Mn．Co．Ni．Cu．O系半導(dǎo)體陶瓷的燒結(jié)，1wt％BiV2使Cu0．osNio．95Coo2Mnl804在1050℃燒結(jié)陶瓷致密度大于95％，且材料常數(shù)B值仍大于3000K，室溫電阻率P，；小于1000fl·cm。對(duì)Bi，V-Cu含量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，該體系有望成為低溫?zé)Y(jié)、低電阻率的NTC熱敏電阻材料。采用添加1wt％Bi203和溶膠凝膠囊蔓延工藝合成的納米粉體，成功敏將NilCoo．2Mnl．804系半導(dǎo)體陶瓷的燒結(jié)溫度從1250。C降低至950℃，樣品致密度為95．7％，且具有良好的電性
