论文部分内容阅读
随着科学技术的发展，现代社会逐渐进入物联网时代，各种不同特性传感器将被广泛利用。NTC热敏器件作为一种使用方便、检测灵敏、价格相对低廉的温度传感器，已得到广泛的实际应用。由于引起NTC热敏器件性能变化因素很多，研制高精度、电性能一致的NTC器件有一定难度，尤其高温NTC热敏器件存在电性能高温稳定性等诸多问题，国内厂家生产的多为常温NTC热敏器件。实际使用中对高温NTC热敏器件存在较大需求，而国外对我国高尖端技术的封锁及我国自身在高温NTC材料研究落后，在制备高稳定性、高灵敏度的高温NTC器件上，国内技术相对比较落后。本文以Mg-Al-Cr-Fe-O系高温NTC热敏材料为基础，预研制一种高温烧结体高温NTC热敏陶瓷材料。首先系统研究材料体系配方中Mg、Al、Cr、Fe四种离子不同含量对材料体系的性能的影响，实验发现：增加MgO含量可以提高材料的电阻值与B值，基础配方中增加30%MgO含量，材料电阻率改变3个数量级以上。增加Al2O3含量陶瓷样品需要更高的烧结温度，减少Al2O3含量，可以降低陶瓷烧结温度，增加样品的电阻率及B值。系统研究了不同工艺参数对该体系材料电性能的影响，发现预烧1300℃、1350℃、1400℃、1450℃时，预烧温度越低，获得热敏电阻的阻值与B值越高。球磨10h、15h、20h、25h时，随球磨时间增加热敏电阻中尖晶石比例越高，B值有所增加；球磨20h获得电阻值最大。高温保温时间2h、4h、6h、8h，保温时间对阻值影响较大，样品保温6h烧结得到样品阻值最大，保温时间过较短或过长，样品电阻率均减小。多次球磨、预烧工艺降低样品电阻率，对样品B值影响不大。系统研究掺杂La2O3、Y2O3、CeO2对材料体系性能影响，发现：掺杂La2O3与Cr2O3形成高温稳定性好的LaCrO3晶相物质，掺杂质量分数为2%La获得材料电阻率最大，样品老化后电阻率、B值均增大，B值达10000K以上。掺杂Y2O3、CeO2均未与配方中各氧化物形成新物质，对体系样品电性能影响不大，未能优化性能。