Mn-Co-O系负温度系数热敏陶瓷的掺杂及其电性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong561
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本文使用共沉淀法制取热敏陶瓷粉体,在Mn-Co-O系作为母体,而后掺杂进一些金属离子,如Zn、Fe、Ni等,进而研究其相结构、粒径分布及其电学性能等之间的关系。另外,探讨工艺条件的变化对其样品性能的影响,寻求适合的工艺条件满足工业化生产。主要研究的有以下内容:1.以Mn-Co-O体系中Mn3-xCoxO4(0≤x≤3.0)为基础研究Mn元素与Co元素含量的变化对体系及其性能的影响。在这个区间材料电阻有较小的电阻率及较大的B值。在1.2<x<1.8区间内,B值都比较稳定,基本不随Co元素含量的增加而变化,电学性能不是很依赖Co的含量变化,而且这个区间内电阻率很小约1000Ω·cm左右。2.以Mn-Co-O体系为母体,用草酸盐共沉淀法制备Mn-Co-Fe-O系陶瓷粉体。当Co元素含量恒定时,研究了Fe元素含量的递增对电阻性能所产生的影响。结果表明:其相结构在Fe元素的含量很小时,还会受体系中Co元素含量的作用。随着样品中Fe元素含量的逐渐增加,体系结构逐渐形成纯的尖晶石相,且无其它杂相存在。对于体系的电学性能,当x<0.6的时候,该体系具有较低的电阻率较高的B值。B值的整体变化一般呈U型。3.研究了Zn2+掺杂Mn-Co-O体系形成Mn-Co-Zn-O化合物。用电学性能测试等手段系统研究了Zn0.2Mn2.8-xCoxO4(0.7<x<2.3)体系相结构和电学性能参数同Co含量的关系。随着Co含量的增加,先形成四方尖晶石主晶相,而后伴随着析出少量富Co的岩盐相,最终转变为立方尖晶石主晶相和较多的富Co的岩盐相。ρ25°C先迅速降低而后缓慢增加,B值也是先减小而后基本稳定在4400K4500K,其中在1.3<x<2.1的区间,样品具有较低的电阻率和较高的B值。4.研究了溶剂及其烧结工艺条件的改变对Mn-Co-Ni-O体系物理性能的影响。还有物相结构和微结构的变化以及由此引起的电学性能的差异。结果表明:当无水乙醇与去离子水的体积比为1:1时,体系颗粒匀称分布。在较低的烧结温度1150°C时,烧结体的致密性好,物相结构为纯尖晶石且无任何杂相。通过EDS图谱分析,其元素比例接近名义组成,为工业生产提供了工艺指导。
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