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掺杂对尖晶石型NTCR电性能的影响

【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SiO_2、Al_2O_3、CuO和Bi_2O_3的单一掺杂对尖晶石型NTCR材料电性能的影响,发现SiO_2和Al_2O_3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Bi_2O_3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Al_2O_3和SiO_2以及ZnO、Al_2O_3与TiO_2的掺杂对材料电性能的影响,结果表明Al_2O_3的掺杂对材料B值的贡献要大于SiO_2,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、Al_2O_3、Bi_2O_3和Fe_2O_3,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。

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