lsm及lscu半导体陶瓷材料电热特性的研究

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1、摘要电热材料种类丰富，用途广泛，已应用到电子、医疗、交通、宇航、家用电器、化学工业等诸多领域。在传统电热材料的研究基础上研究新型的电热材料，已成为世界各国研究开发的热点之一。本论文主要研究探讨了工艺因素和体系组成对粉体物性、烧结体和膜体的电热性能、晶体结构的影响，为了制备出Lal．xS咖他03(LSM)和Lal．xSrxCu03-6(LSCu)基的新型陶瓷电热元件，做了以下工作：采用固相反应法合成LSM和LSCu基粉体，讨论合成工艺因素对产物的晶体结构和显微形态的影响：研究烧成温度和体系组成对LSM和LSCu基材料的致密度、晶体结构、显微结构、导电性能和热膨胀性能

2、的影响，确定材料的烧结致密化温度，结合实验结果和有关微观机理阐明材料性能变化的内在机制；将LSM和LSCu基材料制成膜体和块体，测试加压通电时的阻温变化情况，研究将其制成电热元件的可能性。对LSM而言，固相法制备的粉体，在1000℃时形成了单相钙钛矿结构。随着烧结温度的升高，LSM块体材料致密度不断增大。随着sr掺杂量的增加，LSM材料的热膨胀量不断增加。将不同组成的LSM材料制备为膜状发热元件，加压通电时，膜体的表面温度和功率随测试时间的增加不断增大，最后达到一个稳定值。lgR值随表面温度的增加不断降低，呈现明显的负温特性。LSM材料的成膜性能良好，与基板结合牢

3、固，膜体的电阻值大小可通过膜层形状进行调节，在SEM照片中观察到膜层较均匀，厚度在40岬左右，膜层颗粒尺寸约为1岬，颗粒与颗粒之间互相融合，形成类似网状的结构。在LSCu体系，固相法合成的LSCu粉体经1000℃煅烧2h后，XIm图谱显示，合成的产物为类钙钛矿型Lal．83Sro．17Cu04和钙钛矿型Lal．xSr)Cu03-6混合的材料；随着烧结温度的升高，LSCu块体材料的密度不断增大，在1000℃达到最高致密度；sr掺杂量越高，LSCu材料的热膨胀量越大；LSCu材料的电导率随测试温度的上升逐渐降低，呈现类金属的性质；电导率随Sr含量的增加而增加，在sr掺

4、量为0．25时达到最大；经900～1050℃煅烧的LSCu膜层出现了未烧结完全或脱落的现象，无法制成膜状元件。摘要Ca掺杂对Lao．7Sro．3．xCaxCu03．6(LSCCu)材料的晶体结构没有影响；经980℃煅烧达到最大致密度；电导率变化情况与LSCu相同；电导率随着Ca含量的增加不断降低，600℃时，Ca掺量为O．05In01时电导率约为174S／锄。在LSCuo．3材料中添加A1203，通过XRD及SEM测试发现，A1203与LSCllo．3发生了化学反应，产生了新物质；A1203添加量越多，材料达到最高致密度需要的煅烧温度越高；材料的电导率随温度的升高

5、达到最大值，之后又逐渐降低，呈现出LSCuo．3完全不同的导电特性—}导体导电温度特性，电导率随着砧203添加量的增加而降低。A1203的添加量越多，材料的阻值越大，可以通过控制A1203的添加量的方法控制电阻值的大小，将其制为块体电热元件。关键词；LSMLSCu固相法电热特性电导率Ⅱ硕士学位论文Elec仃ome肌2Ilmat耐alshave研deVaricties趾dalsollavebeenapplied、ⅣidelyilleleCtr0Ilicindus仃ies，medicaLItrca：tIIlent，仃a伍c，cosmonalItic，hDusehold

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