一种制备具备负电阻率电流系数材料的系统和方法技术方案

技术编号:18441248 阅读:38 留言:0更新日期:2018-07-14 07:10
本发明专利技术提供一种制备具备负电阻率电流系数材料的方法,包括以下步骤:S100、获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;S200、将待制备材料放入辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S300、根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。本发明专利技术通过对成本低廉的低合金钢进行辐照,制备出了性能稳定、寿命可靠性较好的具有“负电阻率电流系数”物理特性的电阻材料。

A system and method for preparing materials with negative resistivity current coefficient

The present invention provides a method for preparing a material with negative resistivity current coefficient, including the following steps: S100, a mapping relationship between the negative resistivity current coefficient of the target to be prepared and the irradiation damage injection; S200, the preparation material is put into the irradiation device, and the preparation is prepared with neutrons, heavy ions or proton sources. The material is irradiated; S300, according to the mapping relation, by controlling the irradiation damage injection of the prepared material to make the prepared material form a resistance material with the negative electrical current coefficient of the target. By irradiation to low cost low alloy steel, the invention has prepared a resistance material with the physical characteristics of \negative resistivity current coefficient\ with stable performance and good life reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种制备具备负电阻率电流系数材料的系统和方法
本专利技术涉及材料
,尤其涉及一种制备具备负电阻率电流系数材料的系统和方法
技术介绍
具有“负电阻率电流系数”物理特性的电阻材料在航空航天、高端电子设备、信息储存(RRAM)、高端声学阻抗元器件、高端工业仪表设备(NTC)等领域有着广泛的应用与需求。目前具有“负电阻率电流系数”物理特性的材料多为贵重的稀有金属合金,制备工艺非常复杂、成本较高、且存在性能不稳定、寿命可靠性较差等不足。目前具有“负电阻率电流系数”物理特性的材料多使用稀有金属的合金材料,采用制备功能材料的技术原理进行制备。这种制备方法的原材料为稀有金属,较为昂贵,不利于工业批量化推广应用。制备工艺复杂、成本较高,且存在性能不稳定、寿命可靠性较差等不足。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题,提供了一种原材料来源广泛、制备工艺简单、性能稳定的“负电阻率电流系数”物理特性材料的制备方法。本专利技术用于解决以上技术问题的技术方案为,提供一种制备具备负电阻率电流系数材料的方法,包括以下步骤:S100、获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;S200、将待制备材料放入辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S300、根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。可选地,所述映射关系为所述待制备材料的目标负电阻率电流系数随着所述辐照损伤注量的增加而增加。可选地,所述待制备材料为低合金钢。可选地,根据所述待制备材料的厚度选择利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照。可选地,所述步骤S100包括以下步骤:S110、测量待制备材料的负电阻率电流系数;S120、将所述待制备材料放入所述辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S130、根据辐照过程中辐照装置的实际能谱和待制备材料的累计中子注量,计算待制备材料的辐照损伤注量;S140、从所述辐照装置中取出所述待制备材料,测量所述待制备材料的负电阻率电流系数;S150、重复上述步骤S110-S140以得到所述映射关系。本专利技术还提供了一种制备具备负电阻率电流系数材料的系统,包括:映射模块,获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;辐照装置,用于放置待制备材料,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;控制模块,与所述映射模块和所述辐照装置相连,用于根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。可选地,所述映射关系为所述待制备材料的目标负电阻率电流系数随着所述辐照损伤注量的增加而增加。可选地,所述待制备材料为低合金钢。可选地,根据所述待制备材料的厚度选择利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照。可选地,所述映射关系通过以下步骤获得:S110、测量待制备材料的负电阻率电流系数;S120、将所述待制备材料放入所述辐照装置(200)中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S130、根据辐照过程中辐照装置(200)的实际能谱和待制备材料的累计中子注量,计算待制备材料的辐照损伤注量;S140、从所述辐照装置(200)中取出所述待制备材料,测量所述待制备材料的负电阻率电流系数;S150、重复上述步骤S110-S140以得到所述映射关系。本专利技术通过对成本低廉的低合金钢材料进行辐照,制备出了性能稳定、寿命可靠性较好的具有“负电阻率电流系数”物理特性的电阻材料。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明,附图中:图1为本专利技术提供的制备具备负电阻率电流系数材料的方法的主要步骤图;图2为本专利技术提供的制备具备负电阻率电流系数材料的方法的S100中的步骤图;图3为本专利技术提供的制备具备负电阻率电流系数材料的系统的结构框图;图4为本专利技术提供的低合金钢辐照后电阻率随加载电流的变化曲线。具体实施方式为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解本专利技术,下面将结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述。如图1所示,一种制备具备负电阻率电流系数材料的方法,包括以下步骤:S100、获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;S200、将待制备材料放入辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S300、根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。下面将分步对每个步骤进行详细解释。S100、获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;如图2所示,所述步骤S100包括以下步骤:S110、测量待制备材料的负电阻率电流系数;其中,待制备材料可为锰-镍-钼系列的低合金钢,主要元素化学成分(质量百分数)为:锰:1.15~1.60%;镍:0.50~0.80%;钼:0.43~0.57%,其余为铁。S120、将所述待制备材料放入所述辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;所述辐照在565K的温度下进行,采用中子辐照、重离子辐照或者质子辐照的一种方法对低合金钢进行辐照,通过辐照来改变材料的微织构来实现特殊的电学性能,即辐照后材料具有“负电阻率电流系数”的物理特性。S130、根据辐照过程中辐照装置的实际能谱和待制备材料的累计中子注量,计算待制备材料的辐照损伤注量;根据辐照过程中辐照装置的实际能谱和样品的累积中子注量,用MCNP-4C和BISON程序计算低合金钢样品的辐照损伤注量。S140、从所述辐照装置中取出所述待制备材料,测量所述待制备材料的负电阻率电流系数;S150、重复上述步骤S110-S140以得到所述映射关系。其中,辐照损伤注量用于表征辐照程度,其取决于辐照时间长短与辐照源的大小。辐照损伤注量影响到具有目标负电阻率电流系数的电阻材料(以下简称“电阻材料”)的“负电阻率电流系数”的大小。所述映射关系为:辐照程度越大,辐照后电阻材料的“负电阻率电流系数”越大,该物理特性越显著,即辐照损伤注量越大,辐照后电阻材料的“负电阻率电流系数”越大,该物理特性越显著。S200、将待制备材料放入辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;其中,中子辐照、重离子辐照、质子辐照的成制备成本依次降低,但可制备的电阻材料的最大截面厚度也相应地减少,实践中可根据具有目标负电阻率电流系数的电阻材料(以下简称电阻材料)的截面厚度的大小需求而选择具体的辐照方式。通常中子辐照制备的电阻材料截面厚度不受限制;重离子辐照制备的电阻材料最大截面厚度为50微米,可以理解地,若采用双面重离子辐照的方式,则最大截面厚度为100微米;质子辐照制备的电阻材料最大截面厚度为5微米可以理解地,如采用双面质子辐照的方式,则最大截面厚度为10微米。S300、根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。所述映射关系可以用图形、表格、函数等表现,根据实际需要,选择目标负电阻率电流系数,然后根据目标负电阻率电流系数,通过映射关系找到相应的辐照损伤注量,确定辐照装置、辐照源大小和时间长短,制备出所需的具有目标负电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备具备负电阻率电流系数材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:S100、获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;S200、将待制备材料放入辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S300、根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备具备负电阻率电流系数材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:S100、获取待制备材料的目标负电阻率电流系数与所述辐照损伤注量的映射关系;S200、将待制备材料放入辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S300、根据所述映射关系,通过控制对所述待制备材料的辐照损伤注量以使所述待制备材料形成具有目标负电阻率电流系数的电阻材料。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述映射关系为所述待制备材料的目标负电阻率电流系数随着所述辐照损伤注量的增加而增加。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述待制备材料为低合金钢。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述待制备材料的厚度选择利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S100包括以下步骤:S110、测量待制备材料的负电阻率电流系数;S120、将所述待制备材料放入所述辐照装置中,利用中子、重离子或质子源对待制备材料进行辐照;S130、根据辐照过程中辐照装置的实际能谱和待制备材料的累计中子注量,计算待制备材料的辐照损伤注量;S140、从所述辐照装置中取出所述待制备材料,测量所述待制备材料的负电阻率电流系数;S150、重复上述步骤S110-S140以得到所述映射关系。6.一种制备具备负电阻率电流系数材料的系统,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:束国刚李承亮陈骏刘飞华邓小云段远刚
申请(专利权)人:中广核工程有限公司中国广核集团有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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