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热敏掺杂对MnCoNiO与MnNiCuO系NTC热敏陶瓷电性能影响网

收藏本文 2024-04-09 点赞:7421 浏览:23111 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文利用固相反应法制取NTC热敏陶瓷粉体,首先以NTC热敏电阻最主要的Mn-Co-Ni-O系统为基体,通过掺入稀土氧化物La_2O_3,考察其结构和电性能的变化。另外,以含Cu系统Mn-Ni-Cu-O为基体,以降低其老化值为目的,探讨ZnO、SiO_2及La_2O_3掺杂对Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4NTC热敏陶瓷的电性能及稳定性的影响。主要探讨内容如下:1.以稀土氧化物La_2O_3为掺杂剂,探讨了La_2O_3掺杂对Mn_(1.6)Co_(0.8)Ni_(0.6)O_4-xLa_2O_3(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)系NTC热敏陶瓷结构和电性能的影响。结果表明:掺杂样品由尖晶石相和钙钛矿相组成,Mn、Co、Ni在尖晶石和钙钛矿相中几乎均匀分布,由此可以用La(Mn-Co-Ni)O3表示钙钛矿相材料的名义组成。La_2O_3掺杂没有转变Mn-Co-Ni系NTC热敏电阻材料的阻温特性。钙钛矿相与Mn_(1.6)Co_(0.8)Ni_(0.6)O_4样品在室温下的电阻率比较接近,该样品的电阻率及B值调整范围不太宽,在室温下的电阻率ρ25°C以643·cm增加到912·cm,B值以3464K减小到3393K,可为工业生产提供参考。2.探讨了ZnO掺杂对Mn_(2.38-x)Ni_(0.5)Cu_(0.12)Zn_xO_4(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)系NTC热敏陶瓷电性能和稳定性的影响。结果显示:在Zn掺杂的样品中,由于Zn占据尖晶石的A位置,Cu离子以Cu~(2+)形式占据尖晶石的B位,与未掺杂的样品相比,掺杂Zn的样品由于具有稳定的阳离子分布,由此可以有效地降低热敏材料的老化值,老化值可以10%降低到0.33%,体现出较高的电学稳定性。此外,掺杂的样品具有良好的电学一致性。此类具有良好稳定性和一致性的材料对于含Cu尖晶石陶瓷的生产和运用是非常有利的。3.探讨了SiO_2掺杂对Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4-xSiO_2(x=0,0.01,0.03,0.05)系NTC热敏陶瓷稳定性的影响。结果发现: SiO_2掺杂可以使Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4-xSiO_2热敏电阻的老化值以10%降低到5%左右,提升了其电学稳定性。4.探讨了La_2O_3掺杂对Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4-xLa_2O_3(x=0,0.01,0.03,0.05)系NTC热敏陶瓷稳定性的影响,结果显示:La_2O_3掺杂同样可以降低样品的老化值,以未掺杂时的10%降低到6%左右,同样提升了材料的电学稳定性。关键词:热敏陶瓷论文NTC论文掺杂论文电学性能论文老化性能论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-8

    致谢8-12

    插图清单12-13

    插表清单13-14

    第一章 绪论14-30

    1.1 负温度系数陶瓷介绍14-20

    1.1.1 NTC 热敏电阻14-15

    1.1.2 NTC 热敏电阻的基本参数15-16

    1.1.3 NTC 热敏电阻的运用16-19

    1.1.4 NTC 热敏电阻的探讨热点19-20

    1.2 NTC 热敏电阻的制备工艺20-23

    1.2.1 粉体制备21-22

    1.2.2 生坯成型22-23

    1.2.3 烧结23

    1.2.4 电极制备23

    1.2.5 阻值的调整23

    1.2.6 敏化与老化23

    1.3 NTC 热敏电阻的电性能23-28

    1.3.1 尖晶石的结构23-25

    1.3.2 导电机理25-26

    1.3.3 老化机理26-27

    1.3.4 不同过渡金属离子对电性能的影响27-28

    1.4 本论文的探讨思路及内容28-30

    第二章 实验部分30-35

    2.1 实验仪器与实验原料30-31

    2.1.1 实验仪器30

    2.1.2 实验原料30-31

    2.2 样品制备历程31-33

    2.3 样品测试33-35

    2.3.1 表观密度33

    2.3.2 电学性能33-34

    2.3.3 X-射线衍射(XRD)34

    2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)34

    2.3.5 能谱浅析(EDS)34

    2.3.6 元素浅析(SEI)34

    2.3.7 X 射线光电谱浅析(XPS)34-35

    第三章 La_2O_3掺杂对 Mn-Co-Ni-O 系 NTC 热敏电阻材料性能的影响探讨35-45

    3.1 实验内容35-37

    3.1.1 样品制备35-37

    3.1.2 样品测试37

    3.2 实验结果与讨论37-44

    3.2.1 样品相组成37-39

    3.2.2 样品微结构与成分浅析39-42

    3.2.3 电学性能42-44

    3.2.4 讨论44

    3.3 结论44-45

    第四章 Zn 掺杂对 Mn_(2.38-x)Ni_(0.5)Cu_(0.12)Zn_xO_4系 NTC 热敏陶瓷电性能的影响探讨45-54

    4.1 实验内容46-47

    4.1.1 样品制备46-47

    4.1.2 样品测试47

    4.2 实验结果与讨论47-53

    4.2.1 样品相组成47-48

    4.2.2 Cu 离子的价态以及分布情况48-49

    4.2.3 样品微结构与成分浅析49-51

    4.2.4 电学性能51-53

    4.3 结论53-54

    第五章 SiO_2及 La_2O_3掺杂对 Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4系 NTC 热敏陶瓷电性能的影响54-62

    5.1 实验历程54-55

    5.1.1 样品制备54-55

    5.1.2 样品测试55

    5.2 SiO_2掺杂对 Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4系 NTC 热敏陶瓷电性能的影响55-58

    5.2.1 相组成与微结构55-57

    5.2.2 电学性能57-58

    5.3 La_2O_3掺杂对 Mn_(2.38)Ni_(0.5)Cu_(0.12)O_4系 NTC 热敏陶瓷电性能的影响58-61

    5.3.1 相结构58-59

    5.3.2 电学性能59-61

    5.4 结论61-62

    第六章 结论62-63

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