具有尖晶石結構的過渡金屬復合氧化物是一類用途十分廣泛的無機功能材料，目前普遍用于磁性、信息、電子和催化等領域[1]。Ni–Mn–O 尖晶石作為負溫度系數(negative temperature coefficient，NTC)的母體材料，其研究一直深受關注。該體系的陽離子分布和導電機理是：Mn2+離子占據尖晶石結構中四面體位置(A 位)，Ni2+、Mn3+和 Mn4+占據八面體位置(B 位)；電子在位于尖晶石結構 B位中的 Mn3+和 Mn4+之間跳躍而產生跳躍電導，其電阻率的大小同 Mn3+和 Mn4+的濃度積密切相關[2–3]。根據導電機理，研究者們通過向該體系摻雜，獲得性能參數各異的 NTC 熱敏陶瓷材料體系，目前報道有 Ni–Mn–Fe–O[4]、Ni–Mn–Co–O

[5]、Ni–Mn–Cr–O[6]、Ni–Mn–Zn–O[7]、Ni–Mn–Cu–O[8]、Ni–Mn–Mg–O、Ni–Mn–Al–O[9]、Ni–Mn–Si–O[10]等眾多材料體系，這些材料體系在一定成份范圍內和收稿日期2014–12–09。 修訂日期：2015–01–19。基金項目：安徽省自然科學基金(1208085ME85)資助。{dy}作者：王忠兵(1976—)，男，博士，副教授。Received date: 2014–12–09. Revised date: 2015–01–19.First author: WANG Zhongbing(1976–), male, Ph.D., associate Professor.E-mail: zbwang@

第 43 卷第 6 期 王忠兵 等：Ni–Mn–Sn–O 體系相組成及其在負溫度系數熱敏電阻中的應用 · 777 ·溫度下可以獲得尖晶石單相，且電阻率和熱敏常數B 值在很大范圍內(2 800~5 000 K)可調，為工業(yè)上不同電學性能參數的 NTC 熱敏陶瓷的生產提供有力的配方保證。文獻[11]曾報道了 Sn 元素在一定條件下可以固溶進 Ni–Mn–O 尖晶石結構中形成單相，并系統(tǒng)研究了 Ni0.6Mn2.4–xSnxO4(0.1 NTC 熱敏電阻中的可能應用。1 實驗以 Mn3O4、Ni2O3 和 SnO2粉體為原料,采用傳統(tǒng)固相 應法考察 Ni–Mn–Sn–O 體系的成相過程。分別按不同的名義組成(見表 1)稱取適量的原料放置在 100 mL 的聚四氟乙烯球磨罐中，加適量無水乙醇，球磨 8 h，轉速 300 r/min。80 ℃干燥、過篩，隨后將混合后的粉體升溫至 850~1 400 ℃煅燒 6 h，隨爐冷卻。研磨煅燒后的粉體，過 200 目篩(篩孔尺寸為 0.075 mm)，收集粉體備用。為了考察 Ni–Mn–Sn–O 體系的電學性能，采用陶瓷成型、燒結工藝獲得致密陶瓷燒結體，測量其電阻。實驗過程為：用研缽研磨至粉體細小均勻，加入4%的 PVA 溶液造粒，過篩，用冷等靜壓機在 300MPa下壓成直徑6mm、厚度2 mm的圓片胚體。以100℃/h速率在空氣中加熱壓坯至 400℃，并在該溫度保持 2h，以除去有機黏結劑，并以 250 ℃/h 速率，進一步至粉體煅燒成相溫度以上 200 ℃，燒結 6 h，{zh1}爐冷卻至室溫。將燒結體的兩側面拋光和超生清洗。涂上高溫銀漿，在 850℃燒滲 15min，隨后驟冷至室溫，上電極后焊接電極引線，在精密恒溫硅油槽中測量 25、50 和 85℃時的電阻值，計算其電阻率和熱敏常數 B，B=3 853.89×ln(R25/R50) (K)，其中 R25和R50分別為 25℃和 50℃時的電阻值。采用 Philips X’Pert Pro 型 X 射線衍射儀考察煅燒后粉體的物相組成。采用(JEOL)JSM–6700F 掃描電子顯微鏡進行熱敏陶瓷的微結構觀察，將陶表面用砂紙打磨、拋光，在低于燒結溫度 50℃的溫度下熱腐蝕 10 min，即可備用。

時恒集團是集研發(fā)、生產、銷售為一體的民營科技企業(yè)，產品有全系列、、PTC熱敏電阻器和氧化鋅壓敏電阻器等敏感元器件，其中NTC熱敏電阻器系列產品涵蓋了浪涌抑制、溫度補償、精密測溫、溫度控制等應用，囊括了NTC熱敏電阻器的所有品種和規(guī)格。

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