[发明专利]低电阻率温度系数材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种恒电阻率温度系数材料，尤其涉及一种低电阻率温度系数材料及其制备方法。

背景技术

恒电阻率温度系数材料在高精度电子设备，微电子电路，高功率防浪涌电阻和各种功能传感器中有着广泛的应用，因此寻求低电阻率温度系数材料一直是人们研究的热点。1884年英国韦斯顿（E.Weslon）发现了电阻率温度系数很低的锰铜合金，并在后来制成了标准电阻器。

现有技术中，人们开发了很多适用不同要求的电阻合金，但是此类复合材料制作工艺复杂、成本高、而且热稳定性和化学稳定性都较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低、而且热稳定性和化学稳定性都较好的低电阻率温度系数材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的低电阻率温度系数材料，包括由以下任一种或多种通式所示的组分构成的反钙钛矿结构铁碳化合物结晶：

通式一：Fe₃Ga_1-δC，式中0≤δ≤0.2；

通式二：Fe_3-ζGaC，式中0≤ζ≤1；

通式三：Fe₃Ga_1-xA_xC，式中A是Al、Cu、Ag、Sn和Zn中的任意一种，0≤x≤0.3。

本发明的上述低电阻率温度系数材料的制备方法，包括步骤：

A、按照通式一至三的任一种或多种通式所示的化学式的摩尔比，称取相关粉末并混合均匀；

B、将混合物装入石英管中并同时迅速接上抽真空系统，抽真空到小于10^-4Pa，然后封闭石英管；

C、将密封好的石英管放进高温炉中，以每分钟小于2-5K的速度升至973-1273K,在此温度下保温3-6天，关闭电源，随炉冷至室温；

D、将石英管敲碎，取出混合物，将混合物在玛瑙研钵中敲碎然后研磨1小时以上；

E、使用压片机对粉末在大于15MPa的压力下将其压成片；

F、将压制成的片状样品装入石英管中并同时迅速接上抽真空系统，抽真空到小于10^-4Pa，然后封闭石英管；

G、将密封好的石英管放进高温炉中，以每分钟2-5K的速度升至973-1273K,在此温度下保温5-8天，关闭电源，随炉冷至室温；

H、将石英管敲碎，取出样品，即可得到所述低电阻率温度系数材料。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的低电阻率温度系数材料及其制备方法，由于采用以下任一种或多种通式所示的组分构成的反钙钛矿结构铁碳化合物结晶：通式一：Fe₃Ga_1-δC，式中0≤δ≤0.2；通式二：Fe_3-ζGaC，式中0≤ζ≤1；通式三：Fe₃Ga_1-xA_xC，式中A是Al、Cu、Ag、Sn和Zn中的任意一种，0≤x≤0.3。该材料的电阻率温度系数在至少30K的温区范围内随温度几乎恒定不变(≤2.5×10^-5/K)，工艺简单、成本低、而且热稳定性和化学稳定性都较好，可广泛应用于高精度电子设备，微电子电路，高功率防浪涌电阻和各种功能传感器。

附图说明

图1为本发明实施例一的低电阻率温度系数材料的效果图；

图2为本发明实施例二的低电阻率温度系数材料的效果图；

图3为本发明实施例三的低电阻率温度系数材料的效果图；

图4为本发明实施例四的低电阻率温度系数材料的效果图；

图5为本发明实施例五的低电阻率温度系数材料的效果图；

图6为本发明实施例六的低电阻率温度系数材料的效果图；

图7为本发明实施例中的两种低电阻率温度系数材料的电阻率温度系数(TCR)和电阻率曲线斜率（dρ/dT）随缺位或掺杂量的浓度变化关系。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的低电阻率温度系数材料，其较佳的具体实施方式是：

包括由以下任一种或多种通式所示的组分构成的反钙钛矿结构铁碳化合物结晶：

通式一：Fe₃Ga_1-δC，式中0≤δ≤0.2；

通式二：Fe_3-ζGaC，式中0≤ζ≤1；