汽车尾气温度控制，石油和地质钻探等领域都需要高温温度传感器，负温度系数热敏电阻（NTC）由于具有高灵敏度、高准确度和低成本等优点而被广泛使用。尖晶石系NTC高温下离子重排严重，只适用300 ℃以内温度测量，高焓值稀土氧化物 CeO2高温下稳定，但室温电阻率过高，随温度变化过快，在CeO2中添加 MnO2和SiO2得到Ce-Mn-Si-O系高温NTC热敏电阻，研究Ce-Mn-Si-O系高温NTC具有广阔的应用前景和深远的意义。
本论文采用固相法制备Ce-Mn-Si-O系高温NTC热敏陶瓷，细致研究了该体系高温NTC陶瓷的特性，获得了在25~600 ℃性能稳定的高温NTC热敏电阻。研究该体系组分变化对应材料的电学性能和材料电学参数的调控规律。为了扩展该体系材料温度测量范围，提高该体系的高温稳定性，研究Al2O3、MgO和ZnO氧化物复合对该体系材料电学参数及高温老化系数的影响。对Mn、Ce元素XPS分析，确定Mn、Ce元素价态，验证体系Mn氧化物化合态，通过Ce元素XPS分析结果尝试研究该体系导电机理。
Ce0.84Mn0.7Si0.3O3.68和0.8Ce0.64Mn0.8Si0.2O3.28-0.2Al2O3主晶相为萤石结构CeO2，其他测试配方烧结材料包括少量Mn氧化物杂相，随着Si含量掺杂增加，出现SiO2相。Ce-Mn-Si-O系烧结陶瓷平均晶粒尺寸随Si含量增加而增大，电阻率和老化系数随 Si含量变化连续可调。体系电阻率和材料常数随着 Ce含量增加而增大，同时，由于稀土氧化物 CeO2具有高焓值，随着 Ce含量增加，该体系老化系数降低。Ce-Mn-Si-O系材料电阻率随Al2O3、MgO和ZnO氧化物复合量增加而增大，材料常数B值随复合氧化物含量连续可调，当氧化物复合量大于20％，材料常数B值明显提高。复合Al2O3、ZnO两种材料，明显改善了Ce-Mn-Si-O系的老化情况。
- 作 者：
- 邓彦彦
- 学科专业：
- 微电子学与固体电子学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华中科技大学
- 导师姓名：
- 郝永德
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
