Mn-Mg-Cu基NTCR通流老化性能及B值的研究.pdf

1、NTC（negative temperature coefficient）熱敏電阻器是一種具備負(fù)溫度系數(shù)的陶瓷元件，即其電阻率隨著溫度的上升而逐漸變小。大多數(shù) NTCR是由以 Mn元素為主擁有尖晶石結(jié)構(gòu)的過(guò)渡族金屬氧化物復(fù)合構(gòu)成，由于此類 NTCR具有穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性好、靈敏度高以及較為低廉的價(jià)格等一系列優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的使用在電路保護(hù)、溫度控制與測(cè)量及溫度的補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域。目前，制備高可靠性及低阻高B值型NTCR引起了越來(lái)越多的關(guān)注。

2、>　　本文則主要在 Mn-Mg-Cu三元系尖晶石型熱敏電阻基礎(chǔ)上，通過(guò)熱處理工藝上的調(diào)控及進(jìn)行元素?fù)诫s，利用傳統(tǒng)固相法，制備了一系列的NTC熱敏電阻元件。
　　首先本文研究了采用不同燒結(jié)溫度對(duì)Mn-Mg-Cu系NTCR通流老化性能的影響。研究中表明隨著燒結(jié)溫度的上升，元件的通流老化性能變好。但過(guò)高的燒結(jié)溫度會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部晶粒二次生長(zhǎng)，使通流穩(wěn)定性變差。當(dāng)最高燒結(jié)溫度為1100℃時(shí)，元件有著比較良好的通流老化性能。Bi2O3為常用的液相

3、燒結(jié)助劑，Bi2O3的加入促進(jìn)晶粒生長(zhǎng)，利于元件內(nèi)部元素的擴(kuò)散，同時(shí)減小氣孔率。實(shí)驗(yàn)表明：在最高燒結(jié)溫度為1100℃下，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5wt％的Bi2O3的基礎(chǔ)配方有著最好的通流老化性能。因此制備出了具有較高可靠性的Mn-Mg-Cu基NTCR。
　　其次本文又研究了摻雜 SiO2對(duì)Mn-Mg-Cu基 NTCR室溫電阻率ρ25及 B25/85值的影響。結(jié)果證明了 SiO2的加入能夠使元件內(nèi)部晶粒細(xì)化，增加室溫電阻率及材料常數(shù)B2

4、5/85值。但過(guò)多SiO2的摻雜則會(huì)促進(jìn)元件內(nèi)部晶粒的生長(zhǎng)，減小元件的室溫電阻率及 B25/85值。當(dāng)在 Mn-Mg-Cu系基礎(chǔ)配方中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5wt%的SiO2時(shí)，在最高溫度1100℃燒結(jié)下，得到了ρ25=627Ω?cm，B25/85=3575K的高阻高B值型NTCR。
　　在Mn-Mg-Cu-Si系高阻高 B值型NTC熱敏電阻器配方基礎(chǔ)上，通過(guò)添加燒結(jié)助劑Bi2O3，繼續(xù)研究其室溫電阻率ρ25及材料常數(shù)B25/85值的

5、變化。結(jié)果表明：隨著體系中Bi2O3含量的增多，元件的室溫電阻率及材料常數(shù)B25/85值均先變小后增大。當(dāng)體系中添加Bi2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5wt%時(shí)，在最高溫度1100℃燒結(jié)下，元件的室溫電阻率最低，ρ25=10Ω?cm，B25/85=2910K也滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值。因此制備出了低阻高B值型NTCR。
　　通過(guò)對(duì)各組元件進(jìn)行通電流老化性能實(shí)驗(yàn)并由阻溫測(cè)試所得到的室溫電阻率及B值常數(shù)，利用XRD、SEM、EDS等工具分析并討論了熱