[发明专利]一种电阻温度系数可控的多晶靶材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻温度系数可控的多晶靶材的制备方法，属于电子陶瓷技术领域。

背景技术

目前强关联电子材料的制备、结构、和物性的研究依然是凝聚态物理和材料物理研究的前言领域之一。这主要归咎于两方面，一是新型单相功能材料体系的不断发现，二是材料制备测试手段的不断提高。钙钛矿锰氧化物体系由于在外加磁场下显示出超巨磁阻效应（CMR，Colossal Magnetoresistance）成为强关联体系的一个热点。，其超巨磁阻效应和对温度极其敏感的金属-绝缘体转变行为的特性使得锰氧化物可以很好的应用在磁记录器件，磁传感器件，和热辐射热探测器件中。热辐射热探测器件的原理是利用热敏电阻将入射的电磁辐射转化为热，改变元件的输出电阻从而改变器件的某种输出信号。因此需要锰氧化物材料在室温附近具有高的电阻温度系数（电阻温度系数，定义为1/ρ[（d（ρ）/dT）]×100%）。现有的制作红外辐射热探测仪所用材料主要为氧化钒，其电阻温度系数约为4%，这使其远远不能满足高灵敏度的红外辐射热探测仪的需求。

而已有研究表明在La-Ca-Mn-O体系的钙钛矿锰氧化物材料中在Ca的掺杂量为0.3到0.375之间时具有较高的金属-绝缘体转变温度T_P和较大的电阻温度系数。La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜具有高的电阻温度系数（10%以上，有文献报道为15%）和接近室温的金属-绝缘态转变温度T_P（大约266K）。通常La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜可以应用在小型高精度的器件中，但是因其所需设备高端，工艺复杂，成本高昂一直无法直接应用在工业生产之中，相对而言La_0.67Ca_0.33MnO₃多晶靶材则制备简单，成本低廉，可以应用在大型辐射热探测器件中，但是现有的技术制备得到的La_0.67Ca_0.33MnO₃多晶的电阻温度系数大多在10%以下，T_P约为266K；现有红外热辐射器件材料的电阻温度系数仅4%左右，灵敏度过低。现有的单晶制备方法，电阻温度系数≥45%，但制备过程复杂，成本极高，实验条件要求严苛，且难以制备尺寸较大的La_0.67Ca_0.33MnO₃单晶块体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻温度系数可控的多晶靶材的制备方法，该方法通过较低的煅烧温度和较高的烧结温度，保证了靶材                                               多晶靶材的致密度，最终获得性能达到单晶水平的多晶靶材；通过Mn元素含量的微量变化，可以实现对电阻温度系数（4.98%～45.5%）大小的控制。

本发明所述电阻温度系数可控的多晶靶材的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰和柠檬酸按La:Ca:Mn:C₆H₈O₇·H₂O的摩尔比为0.67:0.33:1±δ:4进行计算并称量，其中δ的取值为-0.025～0.025；

（2）将步骤（1）所备C₆H₈O₇·H₂O置于去离子水中，搅拌均匀得到混合溶液，其中，C₆H₈O₇·H₂O与去离子水的质量比值为1:10～1:50；

（3）向步骤（2）所得混合溶液中依次加入步骤（1）中所制备的硝酸镧、硝酸钙和硝酸锰原料，同时用磁力搅拌器搅拌均匀，得到混合物；然后在混合溶液中加入乙二醇做分散剂，其中，乙二醇的体积为混合溶液的体积的1%～10%；

（4）将步骤（3）所得混合物在80～120℃加热蒸发5～7h得到凝胶，再将凝胶放入90～140℃烘箱在常压、空气中恒温蒸发干燥12～14h得干凝胶；

（5）将步骤（4）所得干凝胶手动研磨或机械球磨为粉末，将粉末放置在箱式炉中，采用300～500℃在空气中常压煅烧8h得到超巨磁阻纳米瓷粉末；