Mn-Co-O系负温度系数热敏陶瓷掺杂制备及成型

摘要

在本文中用固相法、共沉淀法和水热法制备了陶瓷粉体，以Mn-Co-O体系为母体，掺杂一些金属离子，然后研究其相结构、微观结构以及一些电化学性质。另外，探究凝胶浇注成型制备热敏陶瓷的工艺，探究一些工艺条件的变化对凝胶浇注成型的固化时间的影响，以寻求合适的工艺条件满足工业化生产。主要研究内容如下:
　　1.以Mn-Co-O体系为母体，用草酸盐共沉淀法制备了Mn1.5-xCo1.5O4(x=0，0.04，0.08，0.12，0.16，0.2)样品，采用XRD、SEM和电学性能测试等手段，系统的研究了铈掺杂对样品相结构和电性能的影响。结果表明:随着铈含量的增加，样品的主相仍是尖晶石结构，伴随着析出富Ce的岩盐相。随着Ce的掺杂量由0增加到0.20，Mn-Co-O系NTC热敏电阻的电阻率由627Ω·cm增加到948Ω·cm，材料常数由4382 K降到4140K。x=0.16时样品的稳定性最高。
　　2.以Mn-Co-O体系为母体，用三种方法制备Mn1.4Co1.2Ni0.4 NTC热敏陶瓷。用XRD、SEM和电学性能测试等手段系统的研究了不同的制备方法对材料的相结构和电性能的影响。测试了不同的制备方法制备的样品的粒径以及表观密度。结果表明:制备方法对样品的相结构和电学性能没有影响，主相都是尖晶石相，它们的电阻率和B值都差不多。水热法制备的样品的平均粒度最小，共沉淀法制备的样品具有最好的一致性。
　　3.研究了凝胶浇注成型制备热敏陶瓷的工艺。用固相法制备Mn-Co-O体系热敏电阻，用XRD测试材料的相结构。TG用来测量样品的排胶曲线，用SEM测量烧结后样品的微观结构。探究成型过程中单体含量、引发剂含量以及温度对固化时间的影响。结果表明，粉体具有尖晶石结构，素坯有两个明显的失重峰，总失重约25％，在凝胶浇注成型过程中，随着单体含量的增加、引发剂含量的增加、温度升高，样品的固化时间都会缩短。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1．1 NTC热敏陶瓷

1．1．2 NTC热敏陶瓷的导电原理

1．1．3 NTC热敏陶瓷的基本常用参数

1．1．4 NTC热敏陶瓷发展历程和应用

1．2 NTC热敏陶瓷的制备方法

1．2．1 粉体的制备

1．2．2 造粒

1．2．3 成型

1．2．4 烧结

1．2．5 电极制备

1．2．6 敏化和老化

1．3 NTC热敏陶瓷的成型工艺

1．3．1 陶瓷成型的要求

1．3．2 陶瓷成型技术简介

1．3．3 凝胶浇注成型的简介

1．4 本文的研究思路

第二章 实验部分

2．1．1 实验仪器

2．1．2 实验原料

2．2 实验步骤

2．3 样品测试

2．3．2 表观密度

2．3．3 电学性能

2．3．4 老化性能

2．3．5 粒度分析

2．3．6 扫描电子显微镜(SEM)

2．3．7 能谱分析(EDS)

2．3．8 热重分析(TG)

第三章 Ce掺杂对Mn-Co-O系热敏电阻材料性能的影响

3．1 实验内容

3．1．1 样品的制备

3．1．2 样品的测试

3．2 实验结果和分析讨论

3．2．1 相组成分析

3．2．2 微结构分析

3．2．3 电性能分析

3．2．4 老化性能分析

3．3 结论

第四章 三种方法制备Mn-Co-O系热敏电阻的性能比较

4．1 实验内容

4．1．1 样品的制备

4．1．2 样品测试

4．2 结果与讨论

4．2．1 不同的粉体制备方法的NTC热敏电阻的相组成

4．2．2 不同的粉体制备方法的粉体的粒度

4．2．3 不同的粉体制备方法的NTC热敏电阻的表观密度

4．2．4 不同的粉体制备方法的NTC热敏电阻的微结构

4．2．5 不同的粉体制各方法对NTC热敏电阻的电学性能的影响

4．3 结论

第五章 凝胶浇注成型制备Mn-Co-O系热敏电阻

5．1 实验内容

5．1．1 样品的制备

5．1．2 样品的测试

5．2 结果与讨论

5．2．1 样品的相结构分析

5．2．2 素坯的TG曲线

5．2．3 样品的微观结构

5．2．4 单体与引发剂含量对固化时间的影响

5．2．5 温度对固化时间的影响

5．3 结论

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况