前驱体反应物浓度对NTC纳米粉体及热敏电阻特性的影响.pdfVIP

1012 功 能 材 料 2004 年增刊 （35 ）卷 前驱体反应物浓度对NTC 纳米粉体及其热敏电阻特性的影响* 1,2 1 1,2 1,2 1,2 1,2 庄建文 ，常爱民 ，程家骐 ，庄顺昌 ，贾 真 ，柳培立 （1. 中国科学院 新疆理化技术研究所，新疆 乌鲁木齐 83001 1； 2. 昆山中科传感有限责任公司，江苏 昆山 215325 ） 摘 要：重点研究共沉淀法制备 CoMnNiO 系NTC 备的优化条件。 纳米粉体时前驱体反应物浓度对粉体及材料性能的 2 实 验 影响，获得了NTC 热敏材料制备的优化条件。采用 DTA/TG 、TEM 等方法，对粉体性能进行了研究，测 按预先设计好的配比准确称量分析纯硝酸钴、硝 量了不同反应物浓度对粉料烧结致密度及材料 B 值 酸锰及硝酸镍共5 份，配制成不同浓度的离子混合溶 和阻值的影响。研究发现随着反应物浓度的增加，粉 液，浓度分别为0.3、0.6 、0.9 、1.2 和 1.5M 。再准确 体颗粒尺寸减小，但胶粒聚合程度增加，网状结构变 称量过量的碳酸氢铵，配制成一定浓度和适宜PH 值 密实。当浓度控制在 0.9~ 1.2M 时，粉体粒度分散、 的沉淀剂溶液共5 份。用PE-DTA 1700 型热分析仪对 均匀性较好，平均颗粒尺寸为20nm 左右，反应物浓 初始粉体进行热分析，以此来确定热处理过程中失重 度太高或太低，都不利于粉料的烧结。综合分析 情况和热变化规律，升温速率 10℃/min 。 DTA/TG 、TEM 得出，将煅烧温度控制在(700 ±20℃) 为宜。浓度对材料的 B 值和阻值的大小影响很小， 3 实验结果与讨论 但对它们的一致性仍有较大影响。浓度为 0.9~ 1.2M 3.1 不同反应物浓度对粉体粒径的影响 时，粉体的烧结性能较好，材料的B 值和阻值的一致 从 10 万倍透射电镜照片观察可知( 图1 示) ，随着 性较好。 反应物浓度的增加，虽然粉体颗粒尺寸有减小的趋 关键词：前驱体浓度；NTC ；纳米粉体；热敏电阻 势，但胶粒聚合程度逐渐增加，网状结构变密实。当 中图分类号：TQl74 ；TM911；O441.6 浓度为0.6M 时，粗略地估算粉体的平均颗粒尺寸为 文献标识码：A 25～30nm ；当浓度为 1.2M 时，平均颗粒尺寸减小为 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊-1012-03 20nm ，分散性较好；而当浓度为 1.5M 时，从电镜照 1 引 言 片观察到的基本上是颗粒集合体，它的平均尺寸为 40nm 左右。 NTC 热敏材料作为一种先进的陶瓷材料，其结 从理论上分析，初始颗粒的尺寸应由成核过程控 构和性能与制备工艺过程密切相关[1,2] 。其中粉体是 制，成核尺寸随浓度的