[發明專利]一種電阻溫度系數可控的多晶靶材的制備方法

有效

• 申請號: 201410353223.6
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104211399A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 張輝;崔琦;黨濤;王文章;張斌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/624
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電阻溫度系數可控的多晶靶材的制備方法，屬于電子陶瓷技術領域。

背景技術

目前強關聯電子材料的制備、結構、和物性的研究依然是凝聚態物理和材料物理研究的前言領域之一。這主要歸咎于兩方面，一是新型單相功能材料體系的不斷發現，二是材料制備測試手段的不斷提高。鈣鈦礦錳氧化物體系由于在外加磁場下顯示出超巨磁阻效應（CMR，Colossal?Magnetoresistance）成為強關聯體系的一個熱點。，其超巨磁阻效應和對溫度極其敏感的金屬-絕緣體轉變行為的特性使得錳氧化物可以很好的應用在磁記錄器件，磁傳感器件，和熱輻射熱探測器件中。熱輻射熱探測器件的原理是利用熱敏電阻將入射的電磁輻射轉化為熱，改變元件的輸出電阻從而改變器件的某種輸出信號。因此需要錳氧化物材料在室溫附近具有高的電阻溫度系數（電阻溫度系數，定義為1/ρ[（d（ρ）/dT）]×100%）。現有的制作紅外輻射熱探測儀所用材料主要為氧化釩，其電阻溫度系數約為4%，這使其遠遠不能滿足高靈敏度的紅外輻射熱探測儀的需求。

而已有研究表明在La-Ca-Mn-O體系的鈣鈦礦錳氧化物材料中在Ca的摻雜量為0.3到0.375之間時具有較高的金屬-絕緣體轉變溫度T_P和較大的電阻溫度系數。La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜具有高的電阻溫度系數（10%以上，有文獻報道為15%）和接近室溫的金屬-絕緣態轉變溫度T_P（大約266K）。通常La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜可以應用在小型高精度的器件中，但是因其所需設備高端，工藝復雜，成本高昂一直無法直接應用在工業生產之中，相對而言La_0.67Ca_0.33MnO₃多晶靶材則制備簡單，成本低廉，可以應用在大型輻射熱探測器件中，但是現有的技術制備得到的La_0.67Ca_0.33MnO₃多晶的電阻溫度系數大多在10%以下，T_P約為266K；現有紅外熱輻射器件材料的電阻溫度系數僅4%左右，靈敏度過低。現有的單晶制備方法，電阻溫度系數≥45%，但制備過程復雜，成本極高，實驗條件要求嚴苛，且難以制備尺寸較大的La_0.67Ca_0.33MnO₃單晶塊體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電阻溫度系數可控的多晶靶材的制備方法，該方法通過較低的煅燒溫度和較高的燒結溫度，保證了靶材???????????????????????????????????????????????多晶靶材的致密度，最終獲得性能達到單晶水平的多晶靶材；通過Mn元素含量的微量變化，可以實現對電阻溫度系數（4.98%～45.5%）大小的控制。

本發明所述電阻溫度系數可控的多晶靶材的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將硝酸鑭、硝酸鈣、硝酸錳和檸檬酸按La:Ca:Mn:C₆H₈O₇·H₂O的摩爾比為0.67:0.33:1±δ:4進行計算并稱量，其中δ的取值為-0.025～0.025；

（2）將步驟（1）所備C₆H₈O₇·H₂O置于去離子水中，攪拌均勻得到混合溶液，其中，C₆H₈O₇·H₂O與去離子水的質量比值為1:10～1:50；

（3）向步驟（2）所得混合溶液中依次加入步驟（1）中所制備的硝酸鑭、硝酸鈣和硝酸錳原料，同時用磁力攪拌器攪拌均勻，得到混合物；然后在混合溶液中加入乙二醇做分散劑，其中，乙二醇的體積為混合溶液的體積的1%～10%；

（4）將步驟（3）所得混合物在80～120℃加熱蒸發5～7h得到凝膠，再將凝膠放入90～140℃烘箱在常壓、空氣中恒溫蒸發干燥12～14h得干凝膠；

（5）將步驟（4）所得干凝膠手動研磨或機械球磨為粉末，將粉末放置在箱式爐中，采用300～500℃在空氣中常壓煅燒8h得到超巨磁阻納米瓷粉末；