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负温度系数热敏电阻(NTCR)具有随温度升高阻值下降的特性,因为其所具有的测温精度高,响应快,成本低廉,高信噪比等优点,在家用电器、工业生产、精密仪器等很多领域被广泛用于温度测量、温度控制和补偿、稳压稳流等,市场需求巨大。NTC电阻包括陶瓷片状元件、厚膜元件和薄膜元件,其中薄膜型NTC电阻测温更灵敏,精度更高,尺寸小,适应小型化和集成化需求,是研究和发展的重要方向。本论文以调控NTC热敏电阻元件主要参数B值和室温电阻率为目的,重点开展了基于Mn-Ni-O、Mn-Co-O体系尖晶石结构氧化物材料的组分调控、元素掺杂、陶瓷烧结温度对微结构和NTC电阻特性的影响及磁控溅射制备的非晶NTC薄膜退火研究。本论文利用固相合成法制备Mn-Ni-O、Mn-Co-O基NTC电阻材料,研究了大范围调节元素比例、元素掺杂对体系性能的影响。结果表明,Mn-Ni-O体系随着Ni含量的增加,材料B值基本不变,电阻率大幅度增加;在其基础上掺杂Cu会造成体系B值和室温电阻率大幅下降,并改善烧结特性,研究发现Mn Ni Cu O材料可用于制备低B值、高室温电阻率NTC电阻。Mn-Co-O体系的B值随着Co含量增加呈现先下降后略有升高的特征;在其基础上掺Cu会也造成体系B值和室温电阻率下降,掺杂量越多下降越多;掺杂Si则会使Mn-Co-O体系材料室温电阻率大幅升高而B值基本保持不变。尖晶石结构氧化物NTC材料具有小极化子跳跃导电特性,B值和室温电阻率这两个参数之间存在较强的关联性,二者经常同时改变。考虑到同时对NTC电阻的B值和室温电阻率两个参数进行精确调控的需求,本论文以Mn-Co-O基NTC电阻为对象,研究了烧结温度对材料性能的影响。实验结果表明,在1200°C±50°C范围内,配比为Mn1.55Co1.45O4的NTC电阻材料,随着烧结温度的升高,材料B值基本不变,室温电阻率降低了34%;对于配比为Mn0.9Co2.1O4的NTC电阻,随着烧结温度的升高,材料B值基本不变,室温电阻率增加43.5%。因此,通过控制烧结温度可以非常有效地调控NTC陶瓷的电阻参数。采用磁控溅射法制备的NTC非晶薄膜,在高温退火过程中会发生晶化,同时产生电性能和形貌的改变。本论文以Al N基片上沉积的Mn-Co-Ni-O功能层NTC薄膜为对象,研究了不同退火工艺对NTC薄膜性能和形貌的影响。退火过程原位电阻测试结果表明,NTC非晶薄膜的电阻从450?C开始发生明显的变化,此后经历结构弛豫、晶化形核和晶粒生长的过程。在恒温退火阶段,由于Al N基片与功能层键型不同,晶化导致的收缩造成功能层孔隙率增加,电阻升高,恒温退火温度越高,电阻增加越快,退火后的NTC薄膜B值也越大;恒温退火时间对B值影响较小,随着退火时间的延长,电阻不断增大。由于Mn-Co-Ni-O功能层与Al N基片的热膨胀系数差异,加上两者结合性较差,因此退火温度高于800?C后,功能层出现局部脱离基片形成鼓泡的现象,因此退火温度应控制在800°C以下。