双相复合负温度系数热敏材料的电性能研究

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1、摘要摘要采用负温度系数(Negativetemperaturetoe瓶cient，NTC)材料制成的电阻元件具有较高的温度灵敏度和稳定性，并且价格低廉，在温度测量、温度控制、抑制浪涌电流等方面具有广泛的应用。大多数的NTC热敏电阻由过渡态属元素(Ni、Mn、Co、Fe、Cu等)，稀土金属元素形成的具有尖晶石或钙钛矿，萤石结构的复合金属氧化物构成，电阻率与温度的关系符合Arrhenius指数关系：p=poexp(EdkT)，p和po分别为温度在T和无穷大时的电阻率，k是玻尔兹曼常数，E。是活化能，T是绝对温度。热敏材料通常采用室温(250C)下的电阻值和热敏常数B表征，其中热敏常数与活化能

2、的关系为B=E以。在实际应用中，需要一类具有低热敏常数B同时具有高电阻率的NTC材料，而已有的单相材料很难达到这种要求。本文将绝缘材料YSZ引入到尖晶石材料组成双相复合材料来制备这类具有低热敏常数B高电阻率和好的电学稳定性的NTC材料。第一章介绍热敏电阻的分类情况，以及NTC热敏电阻的发展历程、基本参数及发展趋势，最后介绍了NTC热敏陶瓷的制备过程、导电机理，和本论文的研究思路。第二章采用改进的固相法制备了Feo．5Cuo．2Nio．66Mnl．64体系粉体并和绝缘相8YSZ(FucideHereiChina)机械混合，并在1200。C烧结成复合陶瓷。研究了绝缘相的加入对尖晶石单相的电学

3、性能以及相组成和微结构的影响，并引用了渗流理论来定量来研究绝缘相含量和复合相电阻率的影响。研究发现在此温度范围内该体系NTC复合物的电阻率与温度关系符合Arrhenius指数关系，复合后的双相体系较尖晶石单相具有更好的电学稳定性，机械强度等。第三章采用传统固相法制备了CuFe204／YSZ粉体，研究了绝缘相的加入对尖晶石单相的电学性能以及相组成和微结构的影响，在室温范围内的电学性能，电学稳定性等，并引用了渗流理论来定量来研究绝缘相含量和复合相电阻率的影响。这种方法制备出的材料相对于尖晶石材料具有更低成本，且YSZ含量达到O．5和0．75的样品的老化系数只有0．2％和0．3％，具有很好的应

4、用价值。关键词：NTC复合材料电学性能渗流理论稳定性AbstractSomematerialsexhibitdecreasingelectricalresistancewithincreasingtemperature．Thermistorsmadefromthesenegativetemperaturecoefficient(NT0materialshavebeenwidelyusedfortemperaturemeasurementandcontrol，andforthesuppressionofinrushcurrent，duetotheirhighsensitivitytotem

5、peraturechange，highstabilityandlowprice．MostofNTCthermistorsarebasedonmixedoxidesoftransitionalelements(Mn，Ni，Fe，Co，Cu)andtherare．earthelementswhichcrystallizeinspinelstructure，perovskitestructureandfluoritestructure．Theirspecificresistivityfollowsthewell·knownArrheniusrelation：p=poexp(Ea／kT)，inw

6、hichPisthespecificresistivity，P0theresistivityatinfinitetemperature，Eatheactivationenergyforelectronicconduction，kBoltzmarm’SconstantandTabsolutetemperature．TwoparametersareusedtocharacterizeNTCthermistormaterials，P25，thespecificresistivityat250CandthethermalconstantB(unitinK)withB=EJk．Forpractic

7、alapplications，akindofNTCthermistorswithhighelectricalresistivityandlowBvalueaswellashighstabilityarerequired．However，thiskindofNTCmaterialWashardtobepreparedfromtheregularNTCmaterial．ThisstudyistopreparethiskindofNTCm