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電學性能分析

發布時間：2018/2/6 訪問人數：1575次

電學性能分析
為了考察了 Ni–Mn–Sn–O 尖晶石結構化合物的電學性能，選取 Ni0.6SnxMn2.4–xO4系列樣品作為研究對象，將其已成相的粉體等靜壓成型，在其成相溫度 200℃以上燒結 6 h，獲得致密燒結體，進行電阻
第 43 卷第 6 期王忠兵等：Ni–Mn–Sn–O 體系相組成及其在負溫度系數熱敏電阻中的應用 · 779 ·測量。圖 5 為部分燒結體的表面掃描電子顯微鏡(SEM)照片。由圖5 可以看出，燒結體表面顯微結構十分致密，基本沒有氣孔存在，晶粒尺寸較大，約 10~20 μm。從高倍率放大照片可以看出，晶界層較薄，不到 100 nm，晶界處十分干凈，基本無雜質富集。(a) Low magnification(b) High magnification圖 5 Ni0.6SnxMn2.4–xO4 系列樣品部分燒結體的 SEM 照片Fig. 5 SEM photographs of some samples forNi0.6SnxMn2.4–xO4 series
圖 6 為 Ni0.6SnxMn2.4–xO4(x=0.1~0.6)系列樣品在25、50 和 85 ℃時電阻率。由圖 6 可以看出，所有試樣都呈現 NTC 效應，電阻率隨著溫度的升高而呈指數性下降。表 2 為各樣品 25℃時的電阻率和熱敏常數 B，從表 2 可以看出，隨著 Sn 元素含量的增加，電阻率呈急劇增加，B 值也保持增加的趨勢，當 Sn含量增加到 0.5 時，電阻率已達到兆歐級別。對于Ni–Mn–O系尖晶石，其導電機理是電子在位于 B 位的 Mn3+和 Mn4+之間跳躍而產生的電子跳躍傳導機制，因此尖晶石結構中 B 位的 Mn3+和 Mn4+濃度對其電阻率有著決定性的影響。當 Sn 元素引入
Ni–Mn–O 系尖晶石時，以 Sn4+形式進入 B 位，勢必造成 B 位的 Mn3+和 Mn4+離子濃度下降，因而其電阻率也呈現相應的指數性增加。電學性能的數據同XRD 中得到的關于 Sn4+在尖晶石結構中的分布是完全一致。圖6 Ni0.6SnxMn2.4–xO4(x=0.1~0.6)系列樣品在25、50和85 ℃時的電阻率Fig. 6 Resistivity of Ni0.6SnxMn2.4–xO4 (x=0.1–0.6) series at 25,50 and 85 ℃表 2 Ni0.6SnxMn2.4–xO4系列樣品在 25 ℃電阻率和熱敏常數BTable 2 Resistivity at 25 ℃ and thermal constant B ofNi0.6SnxMn2.4–xO4Sample ρ25℃/(Ω·cm) B/Kx=0.1 5.92×1033 993x=0.2 1.318×1044 143x=0.3 3.178×1044 316x=0.4 2.005×1054 639x=0.5 4.855×1065 022x=0.6 5.383×1075 4803 結論Ni 元素含量在 15%以下時，形成四方尖晶石相。在 15%~30%之間時形成立方尖晶石相。大于30%時則易析出 NiO 相。Sn 元素的含量對成相溫度有重要影響，其含量越多，成相溫度越高。但當 Sn元素含量達到 30%以上時，則不能進入尖晶石結構中。Sn元素以Sn4+的形式占據尖晶石結構中的B位，會導致其熱敏電阻率和熱敏常數 B 值急劇增加。
傳感器產業高峰論壇暨中電元協敏感元器件與傳感器分會年會在青島舉行。會上中國電子元件行業協會古群秘書長作了《中國電子元件行業發展情況》的主旨演講，其他與會的業內領軍人物、權威專家學者對敏感元器件與傳感器前沿技術及發展趨勢；傳感器在汽車電子、消費電子、生物醫療、物聯網及工業、農業等領域中的應用；物聯網及NTC溫度傳感器產業概況及發展趨勢；MEMS 先進工藝及封裝技術發展新動態；新形勢下敏感元器件與傳感器行業的變革與發展；敏感元器件與傳感器行業產業化發展之路進行了深入分析。
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