連續(xù)熱電偶用錳氧化物熱敏電阻材料的制備及性能研究.pdf

1、本文探究了影響氧化錳粉體材料導電性的原因，討論了跳躍導電機理在無定形氧化錳中的適用性。通過簡便的水浴化學沉淀法直接制備出Mn3O4的納米粉體，經(jīng)熱處理可得到Mn2O3的納米粉體，分析了反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響。為得到導電性良好的芯和接觸電勢（與金屬）低的外殼，作者嘗試制備由兩種氧化錳組成的包覆結(jié)構(gòu)，以滿足其在連續(xù)熱電偶中的使用要求。
　　從一種無定形氧化錳著手，測定了其經(jīng)過煅燒處理后導電性的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種氧化錳導電性良好，電阻率可

2、以低至2.763kΩ-cm，遠遠低于結(jié)晶后的氧化錳。TG/DTA和XRD結(jié)果證明這種氧化錳在558℃下轉(zhuǎn)變成立方方鐵錳礦的α-Mn2O3。通過XRF和SEM分析其成分，樣品中只檢測到錳和氧兩種元素，TEM照片顯示這種無定形氧化錳沒有特定的形態(tài)，選區(qū)電子衍射花樣（SAED）顯示為非晶彌散環(huán)。借助XPS，作者研究了材料內(nèi)部錳離子的價態(tài)和含量，發(fā)現(xiàn)高的Mn3+-Mn4+離子對濃度導致了良好的導電性。通過對跳躍導電模型的進一步理解，作者認為無定

3、形氧化錳的導電過程依然是通過Mn3+-Mn4+，其濃度的高低決定氧化錳材料導電性能的優(yōu)劣。
　　以乙酸錳、雙氧水及氨水為原料，通過化學沉淀法合成了Mn3O4納米顆粒。采用XRD和SEM對樣品成分和形貌進行表征，發(fā)現(xiàn)水浴溫度80℃，原料摩爾比為1:2:2時合成的樣品結(jié)晶完善，形狀規(guī)則，尺寸均勻。雙氧水用量較少時有異形結(jié)構(gòu)生成，氨水不足會造成產(chǎn)物大小不均勻，水浴溫度過高過低都會造成產(chǎn)物形狀不規(guī)則，粒徑分布變寬。TG/DTA和XRD結(jié)果