微结构调控提高NTC热敏材料性能研究

    成果编号：9642024J1127
    第一完成单位名称：宁夏大学
    联系人：何力军 联系人电话：18109582082
    成果简介：
    项目以镍锰尖晶石系为研究对象，先采用溶胶-凝胶法得到粒径小于50nm的粉体，并采用改进的两步烧结和等离子活化烧结(SPS)法制备纳米NTC热敏材料，研究了烧结工艺、微观结构、功能相、晶粒及晶界效应等因素对NTC热敏材料的热敏性能影响规律，得到了晶粒尺寸小于200nm、且致密度大于90%的NTC热敏电阻，其B值大于5000 K,且老化率低于2%;研究表明纳米级比微米级的热敏材料表现出更高的B值和更低的室温电阻率，主要原因是纳米级陶瓷晶粒尺寸小，晶界数量多使得的晶界势垒增大，进而提高了B值;同时，纳米陶瓷的晶粒和晶界均为近邻跳跃导电模型，电子跃迁易于发生且稳定，从而降低了电阻率。通过本项目的实施，建立一种制备高性能纳米NTC热敏材料的新方法，并阐明了纳米NTC热敏材料的导电机制，也为制备高灵敏度、高稳定的NTC热敏电阻提供了新思路。项目发表SCI论文6篇，授权1件发明专利，培养硕士研究生3名。