掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法，该工艺利用硝酸铈和草酸钠反应提供稀土铈，较大程度的改变了原有热敏电阻材料的B值和电阻率。传统的NTC热敏陶瓷的导电原理为电子在尖晶石结构B位中同种金属不同的变价离子之间的跳跃而产生的跳跃电导，而Mn和Co都有多种变价离子，它们的阳离子分布比较复杂，B位可能存在Mn4+、Mn3+和Co3+、Co2+等多种离子。通过检测发现，在掺杂稀土铈后，晶粒变小，晶界增多，在负温度系数热敏陶瓷材料中，晶粒是半导体，而晶界是高阻层，而晶界是承受电压的主要单位。同时在掺杂稀土铈后获得的热敏电阻材料的稳定性高，耐老化性能好。并且在精密仪器方面有较大的应用前景，例如透析仪、DNA测序仪、血液分析仪等。

Preparation of thermistor material doped with rare earth cerium

The invention discloses a preparation method of a thermistor material doped with rare earth cerium, which provides rare earth cerium by the reaction of cerium nitrate and sodium oxalate, and greatly changes the B value and resistivity of the original thermistor material. The traditional conductivity principle of NTC thermistor ceramics is the jumping conductance of electrons between different valence-changing ions of the same metal in the B-site of spinel structure. Mn and Co have many valence-changing ions, and their cation distribution is complex. There may be Mn4+, Mn3+ and Co 3+, Co 2+ and other ions in the B-site. It is found that the grain size decreases and the grain boundary increases after doping rare earth cerium. In thermosensitive ceramics with negative temperature coefficient, the grain size is semiconductor, and the grain boundary is high resistive layer, and the grain boundary is the main unit to withstand voltage. At the same time, the thermistor material doped with rare earth cerium has high stability and good aging resistance. And it has great application prospects in precision instruments, such as dialyzer, DNA sequencer, blood analyzer and so on.

【技术实现步骤摘要】
掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法
本专利技术涉及电阻材料这一
，特别涉及到掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法。
技术介绍
负温度系数(NegativeTemperatureCoeficient，NTC)热敏电阻是一种由多晶半导体陶瓷材料制备的对温度非常敏感的材料元件。NTC热敏电阻的阻值会随着温度的升高呈指数减小，它具有对温度敏感、制备成本低和互换性良好等优点，广泛应用于温度测量、温度控制和温度补偿等。目前，NTC热敏电阻大多是由3d过渡金属元素组成，是主相为AB2O4尖晶石结构的复合化合物。以最简单的Mn-Co—O系NTC热敏电阻为例，Mn。Co0系尖晶石相的电学性能，主要是由尖晶石结构八面体间隙中Mn3／Mn4离子浓度的变化和它们之间的电荷跳跃来决定的。因此阳离子的掺杂和阳离子在尖晶石结构的八面体间隙中的分布是影响热敏陶瓷性能的主要因素。近几年来，对于热敏陶瓷的研究大多集中在添加少量掺杂物来改善材料性能方面。目前研究较多的是具有尖晶石结构的常温NTC热敏电阻，关于Mn-Co．O二元体系，经Zn、Fe等元素掺杂后，Mn-Co-O尖晶石相的电性能会得以改善，这些掺杂元素的离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将MnO 5‑8份、AlCl3 2‑4份、B2O3 3‑6份、Fe3O4 5‑9份、ZnO3 5‑8份、Al2O3 2‑6份、SiO2 10‑18份、尖晶石20‑35份，置于球磨罐中，然后加入分散介质，进行球磨，烘干得到粉末混合物；（2）将步骤（1）的粉末混合物中加入硝酸铈1‑3份、草酸钠4‑8份、聚乙烯醇4‑10份、偶联剂1‑4份中进行熔融，在惰性气体保护的气氛中做高温烧结，然后自然冷却至室温；（3）将步骤（2）的反应物加入到超声震荡器中打碎，过筛分选得到小颗粒产物；（4）将步骤（3）的产物进行压制成型，脱模干燥，即得成...

【技术特征摘要】
1.掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将MnO5-8份、AlCl32-4份、B2O33-6份、Fe3O45-9份、ZnO35-8份、Al2O32-6份、SiO210-18份、尖晶石20-35份，置于球磨罐中，然后加入分散介质，进行球磨，烘干得到粉末混合物；（2）将步骤（1）的粉末混合物中加入硝酸铈1-3份、草酸钠4-8份、聚乙烯醇4-10份、偶联剂1-4份中进行熔融，在惰性气体保护的气氛中做高温烧结，然后自然冷却至室温；（3）将步骤（2）的反应物加入到超声震荡器中打碎，过筛分选得到小颗粒产物；（4）将步骤（3）的产物进行压制成型，脱模干燥，即得成品。2.根据权利要求1所述的掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的分散介质为无水乙醇、异丁醇、石蜡油和焦磷酸钠的混合物，其摩尔质量比为无水乙醇：异丁醇：石蜡油：焦磷酸钠为7：5：5：1。3.根据权利要求1所述的掺杂稀土铈的热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的球磨转速为100-500转/分钟，球磨时间为3-6h。4.根据权利要求1所述的掺杂稀土铈的热敏电阻材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娟，赵秋锋，
申请(专利权)人：赵娟，
类型：发明
国别省市：青海,63