Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sản xuất các thermistor hệ số nhiệt độ âm nano hạt với độ ổn định điện cao
Tóm tắt
Các thermistor hệ số nhiệt độ âm (NTC) Ni0.7Mn2.3O4 nano hạt dày đặc đã được chế tạo bằng phương pháp nung kết hai bước mới, kết hợp giữa nung kết nhanh và nguyên tắc của kỹ thuật nung kết hai bước thông thường. Mẫu được nung kết ở nhiệt độ 1042 °C trong 30 giây ở bước nhanh đầu tiên và sau đó ở 850–950 °C trong 20 giờ ở bước ngâm thứ hai. Giai đoạn tinh thể, cấu trúc vi mô và tính chất điện của các mẫu nung kết đã được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện tử quét (SEM), mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ, cũng như hiệu suất già hóa. Các mẫu nung kết thể hiện cấu trúc spinel lập phương đơn pha và cho thấy độ dày đặc tương đối cao, dao động từ 84% đến 91% độ dày đặc lý thuyết. Hơn nữa, kích thước hạt trung bình của các mẫu nung kết dưới SEM phân bố từ 254 đến 570 nm. Trong khi đó, điện trở suất và hệ số già hóa giảm đáng kể khi nhiệt độ nung kết ngâm tăng. Ngoài ra, hằng số vật liệu nhận được (B) dao động từ 3931 đến 3981 K. Ni0.7Mn2.3O4-3 (ngâm ở 900 °C) và Ni0.7Mn2.3O4-4 (ngâm ở 950 °C) thể hiện hành vi già hóa rất ít, cho thấy độ ổn định điện tuyệt vời.
Từ khóa
#thermistor #hệ số nhiệt độ âm #nano hạt #nung kết #ổn định điệnTài liệu tham khảo
Kang JE, Ryu J, Han G, Choi JJ, Yoon WH, Hahn BD, Kim JW, Ahn CW, Choi JH, Park DS. LaNiO3 conducting particle dispersed NiMn2O4 nanocomposite NTC thermistor thick films by aerosol deposition. J Alloys Compd. 2012;534(5):70.
Ma CJ, Gao H. Preparation and characterization of single-phase NiMn2O4 NTC ceramics by two-step sintering method. J Mater Sci: Mater Electron. 2017;28(9):6699.
Feteira A. Negative temperature coefficient resistance (NTCR) ceramic thermistors: an industrial perspective. J Am Ceram Soc. 2009;92(5):967.
Veres A, Noudem J, Perez O, Fourrez S, Bailleul G. Manganese based spinel—like ceramics with NTC—type thermistor behaviour. Solid State Ion. 2007;178(5–6):423.
Luo W, Yao HM, Yang PH, Chen CS. Negative temperature coefficient material with low thermal constant and high resistivity for low-temperature thermistor applications. J Am Ceram Soc. 2009;92(11):2682.
Park K, Lee JK. Mn–Ni–Co–Cu–Zn–O NTC thermistors with high thermal stability for low resistance applications. Scripta Mater. 2007;57(4):329.
Park K, Lee JK. The effect of ZnO content and sintering temperature on the electrical properties of Cu-containing Mn1.95−xNi0.45Co0.15Cu0.45ZnxO4 (0≤x≤0.3) NTC thermistors. J Alloys Compd. 2009;475(1–2):513.
Zhang DY, Zhang HM, Jin XJ, Chang AM. Preparation and thermal sensitive characteristics of the Co0.8Mn0.8Ni0.9Fe0.5O4 nanometer powders. J Inorg Mater. 2009;24(5):1008.
Yue ZX, Shan JH, Qi XW, Wang XH, Zhou J, Gui ZL, Li LT. Synthesis of nanocrystalline manganite powders via a gel autocombustion process for NTC thermistor applications. Mater Sci Eng B Solid State Mater Adv Technol. 2003;99(1–3):217.
Wang WM, Liu XC, Gao F, Tian CS. Synthesis of nanocrystalline Ni1Co0.2Mn1.8O4 powders for NTC thermistor by a gel auto-combustion process. Ceram Int. 2007;33(3):459.
Hardal G, Price BY. Influence of nano-sized cobalt oxide additions on the structural and electrical properties of nickel-manganite-based NTC thermistors. Mater Tehnol. 2016;50(6):923.
Lóh NJ, Simão L, Faller CA, De Noni A, Montedo ORK. A review of two-step sintering for ceramics. Ceram Int. 2016;42(11):12556.
Tong JH, Clark D, Hoban M, O’Hayre R. Cost-effective solid-state reactive sintering method for high conductivity proton conducting yttrium-doped barium zirconium ceramics. Solid State Ion. 2010;181(11–12):496.
Chen IW, Wang XH. Sintering dense nanocrystalline ceramics without final-stage grain growth. Nature. 2000;404(6774):168.
Wang XH, Deng XY, Bai HL, Zhou H, Qu WG, Li LT, Chen IW. Two-step sintering of ceramics with constant grain-size, II: BaTiO3 and Ni–Cu–Zn ferrite. J Am Ceram Soc. 2006;89(2):438.
Sun JL, Zhao J, Ni XY, Gong F, Li ZL. Fabrication of dense nano-laminated tungsten carbide materials doped with Cr3C2/VC through two-step sintering. J Eur Ceram Soc. 2018;38(9):3096.
Zhou EM, Zheng H, Zheng L, Zheng P, Ying ZH, Deng JX, Zhou JJ. Synthesis of dense, fine-grained hexagonal barium ferrite ceramics by two-step sintering process. Int J ACT. 2018;15(4):1023.
Chen L, Wang JH, Huang CP, Zhang QA, Chang SN, Chang AM, Yao JC. High performance of Ni0.9Mn1.8Mg0.3O4 spinel nanoceramic microbeads via inkjet printing and two step sintering. RSC Adv. 2016;6(41):35118.
Zhang HM, Chang AM, Guan F, Zhao LJ, Zhao Q, Yao JC, Huang X. The optimal synthesis condition by sol–gel method and electrical properties of Mn1.5−xCo1.5NixO4 ceramics. Ceram Int. 2014;40(6):7865.
Yan YT, Chen WD, Bai B, Ju HM, Zhang SJ, Xu ZG. Zirconia films prepared by sol-gel method on surface of ZrH1.8 in different heat treatment atmospheres. Chin J Rare Met. 2017;41(2):179.
Yang CS, Chen B, Wang F, Zheng JP, Zhao JX. Fabrication of high strength scandium oxide ceramics. Chin J Rare Met. 2017;41(2):163.
Lu K. Sintering of nanoceramics. Int Mater Rev. 2008;53(1):21.
Chaim R, Shlayer A, Estournes C. Densification of nanocrystalline Y2O3 ceramic powder by spark plasma sintering. J Eur Ceram Soc. 2009;29(1):91.
Bernard-Granger G, Néri A, Navone C, Soulier M, Simon J, Marinova-Atanassova M. Spark plasma sintering of a p-type Si1−xGex alloy: identification of the densification mechanism by isothermal and anisothermal methods. Mater Sci. 2012;47(10):4313.
Yang T, Zhang B, Zhao Q, He DL, Luo P, Chang AM. Vacuum hot pressed highly dense, nanograined Mg(Al1−xCrx)2O4 ceramics. Mater Lett. 2017;194:42.
Hosseini SM, Shohany BG, Azad N, Kompany A. Low temperature synthesis and electronic properties of Ntc temperature sensor spinel-type oxides nanopowders. J Nanosci. 2011;10(3):479.
Park K, Kim SJ, Kim JG, Nahm S. Structural and electrical properties of MgO-doped Mn1.4Ni1.2Co0.4−xMgxO4 (0≤x≤ 0.25) NTC thermistors. J Eur Ceram Soc. 2007;27(4):2009.
Zhang B, Zhao Q, Am Chang, Li YY, Liu Y, Wu YQ. Spark plasma sintering of MgAl2O4-YCr0.5Mn0.5O3 composite NTC ceramics. J Eur Ceram Soc. 2014;34(12):2989.
Li DF, Zhao SX, Xiong K, Bao HQ, Nan CW. Aging improvement in Cu-containing NTC ceramics prepared by co-precipitation method. J Alloys Compd. 2014;582:283.
Liang S, Cao CG, Yuan Y, Li HB, Luo M, Gao MM, Zhang X. Hydrothermal synthesis of Zn-doped Ni–Mn–Al–O thin films toward high-performance negative temperature coefficient thermistor. J Mater Sci: Mater Electron. 2018;29(11):9025.
Zhang B, Zhao Q, Chang AM, Wu YQ, Li HY. Spark plasma sintering of MgAl2O4-LaCr0.5Mn0.5O3 composite thermistor ceramics and a comparison investigation with conventional sintering. J Alloys Comp. 2016;675:381.
Fang DL, Zheng CH, Chen CS, Winnubst AJA. Aging of nickel manganite NTC ceramics. J Electroceram. 2008;22(4):421.