絲網(wǎng)印刷法制備La-,1-x-Sr-,x-MnO-,3-基薄膜及性能研究.pdf

1、通過溶膠-凝膠法合成鈣鈦礦型La1-xSrxMnO3(x=0.2、0.3、0.4和0.5)粉體,以松油醇和乙基纖維素(Ethyl cellulose,簡稱EC)混合液作為有機(jī)載體與粉體混合制備漿料,采用絲網(wǎng)印刷工藝在Al2O3基底上制備了組織致密、連續(xù)、一定厚度的La1-xSrMO3基薄膜,進(jìn)而探討此類薄膜的電性能、溫敏性能和抗熱疲勞性能。研究發(fā)現(xiàn):通過協(xié)調(diào)控制相關(guān)參數(shù),可以得到性能穩(wěn)定、附著力好、可靠性強(qiáng)、使用壽命長的NTC溫敏薄膜。

2、
　　 利用SEM和XRD方式研究元素?fù)诫s量、漿料成分、燒結(jié)溫度對La1-xSrMO3基薄膜組織形貌和相結(jié)構(gòu)的影響。其中漿料中有機(jī)載體成分含量主要影響薄膜的微觀組織形貌,而摻鍶量決定薄膜導(dǎo)電相,且晶粒尺寸隨摻鍶量增加而減小。當(dāng)有機(jī)載體與粉體質(zhì)量比為3:2,有機(jī)載體中EC=2wt％時,可得到均勻平整、裂紋較少、導(dǎo)電性良好的薄膜制品。
　　 摻鍶量對薄膜電性能影響明顯,研究發(fā)現(xiàn)隨著鍶摻雜量的增加,薄膜室溫電阻率先減少后增加,

3、并在x=0.4時達(dá)到最小值。薄膜阻-溫關(guān)系表明其導(dǎo)電性存在金屬.半導(dǎo)體態(tài)的轉(zhuǎn)變(IMT),轉(zhuǎn)變點溫度(Tp)大約在-90℃～60℃左右,并隨著摻鍶量的增加逐漸升高。高溫時電阻率呈現(xiàn)半導(dǎo)體變化規(guī)律,符合Arrhenius公式,隨著鍶含量的增加,Arrhenius線性轉(zhuǎn)折溫度升高。薄膜具有較好的電熱性能,適當(dāng)電壓下局部發(fā)熱溫度達(dá)1000℃以上,平均溫度最高可達(dá)545℃。試樣所能承受的交流電壓最高可達(dá)45V,最大電流2.69A。加載電壓或電流

4、過大易導(dǎo)致薄膜厚度較薄處產(chǎn)生電火花,使元件熔斷失效。
　　 選用鈣鈦礦相La0.9Ca0.1MnO3和La0.7Sr0.3MO3粉體制備混合成分薄膜,發(fā)現(xiàn)La0.9Ca0.1MnO3的摻入使薄膜B值變大,并在低溫區(qū)間使之更符合小極化子導(dǎo)電模型,相應(yīng)地提高了室溫～200℃和650℃～800℃溫度區(qū)間的溫度敏感系數(shù)α,大大提高了薄膜作為溫敏元件的精確度和工作溫度范圍。薄膜最佳燒結(jié)溫度與成分配比直接相關(guān),且質(zhì)量比1:4,1300℃燒結(jié)