测量超低温用NTC热敏电阻的制备和性能研究

测量超低温用ＮＴＣ热敏电阻的制备和性能研究 ＊ 兰玉岐１，２，杨思锋２，陈光明１，常爱民３ （１．浙江大学 制冷与低温研究所，浙江 杭州３１００２７；２．北京航天试验技术研究所，北京１０００７４； ３．中国科学院 新疆理化技术研究所，新疆 乌鲁木齐８３００１１） 摘　要：　采用Ｐｅｃｈｉｎｉ法制备Ｌａ掺杂的Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍｎ－ Ｎｉ系尖晶石型负温度系数（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏ－ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＮＴＣ）热敏陶瓷，使用Ｘ射线衍射仪和扫描 电镜表征了复合陶瓷的相组成和微观结构，测量了其 电学性能和老化。结果表明，制备的 ＮＴＣ热敏陶瓷 ２０Ｋ时电阻值在９０～１２０ｋΩ之间；在２０～４５Ｋ温度范 围内电阻灵敏度在０．５～４５ｋΩ／Ｋ之间，测试电流在２ ～１５μＡ内变化时引起的温度测量误差＜０．１Ｋ，热敏 电阻常数Ｂ２０Ｋ／４０Ｋ值在１８０～２１０Ｋ之间，制备的 ＮＴＣ 热敏电阻性能稳定。 关键词：　低温；尖晶石；热敏陶瓷；电性能 中图分类号：　ＴＧ１４６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－９７３１（２０１０）增刊３－０４３８－０３ １　引　言 负温度系数 （ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ， ＮＴＣ）热敏陶瓷具有灵敏度高、热惯性小、受磁场影响 小、响应时间短、价格便宜等诸多优点，已被广泛应用 到温度测量领域。这类热敏陶瓷材料一般是由３ｄ过 渡金属氧化物烧结而成，具有镁铝尖晶石结构，普遍被 接受的导电机理是电子跳跃模型（ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｈｏｐｐｉｎｇ ｍｏｄｅｌ）。根据使用温区和用途的不同，要求具有不同 的电性能参数，因此形成了不同的材料组成体系。 国外关于低温热敏电阻的研制工作早在１９５８年 就开始了，如美国的 Ｋｅｙｓｔｏｎｅ、Ｌａｋｅｓｈｏｒｅ等公司、日 本的电气实验室早在７０年代就已形成系列产品；国内 低温热敏电阻的研究生产相对发展缓慢，具有稳定制 作工艺、系列化的产品还比较少。目前市场上供应的 能够在２０～４５Ｋ温度范围内使用的ＮＴＣ热敏电阻温 度传感器主要是以美国Ｌａｋｅｓｈｏｒｅ公司Ｃｅｒｎｏｘ产品 为主，以蓝宝石为衬底生长氧化物薄膜，金作为电极， 采用ＳＤ封装工艺，其生产工艺复杂，产品价格昂贵。 本文以 Ｍｎ－Ｎｉ－Ｃｕ－Ｆｅ－Ｏ系ＮＴＣ氧化物热敏电阻 材料为母体，用稀有金属阳离子Ｌａ３＋进行掺杂占据尖 晶石结构的四面体或八面体的间隙，采用传统的半导 体陶瓷生产工艺制备了ＮＴＣ热敏电阻，并进行了老化 试验、结构和电性能测试，并与其它负温度系数传感器 产品的部分技术参数进行了比较。 ２　实　验 ２．１　制备 采用Ｐｅｃｈｉｎｉ法制备Ｌａ３＋掺杂的 Ｍｎ－Ｎｉ－Ｃｕ－Ｆｅ－Ｏ 系ＮＴＣ氧化物热敏电阻材料纳米粉体，按传统的半导 体成型工艺制备坯体，进行烧结、封装。具体实验过程 如下： （１）按照化学计量称取相应的纯硝酸盐倒入 烧杯中，加入蒸馏水完全溶解后加入柠檬酸（ｃｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ，ＣＡ）和乙二醇（ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ，ＥＧ），摩尔比ｎ （金属原子总量［Ｍ］）︰ｎ（ＣＡ）︰ｎ（ＥＧ）＝１︰２︰２， 氨水调节ｐＨ值到３附近。在９０℃水浴中搅拌８ｈ，黏 度增加后，在干燥箱中１５０℃进行完全酯化得到干凝 胶。 （２）马弗炉中加热干凝胶至完全燃烧，燃烧后的 粉体用玛瑙球和酒精作为球磨介质球磨２０ｈ，球磨好 的粉体放入１００℃烘箱中干燥１５ｈ，７００℃预烧４ｈ，用 玛瑙球作为球磨介质继续球磨２４ｈ，过筛获得纳米粉 体。 （３）纳米粉体中加入质量比为５％的聚乙烯醇 （ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）水溶液造粒、过筛，用０．０５ ｍｍ的铂丝作为内电极，使用３５０ＭＰａ等静压压成 ３ｍｍ×１．５ｍｍ的圆片坯体。 （４）坯体烧结时以３℃／ｍｉｎ的升温速率到４００℃ 恒温２ｈ，去除ＰＶＡ，然后以５℃／ｍｉｎ的升温速率到 １１００℃恒温４ｈ随炉冷却至室温，焊接杜美丝电极引线 后，采用玻璃管明火下手工烧结封装。 ２．２　表征及性能测试 ２．２．１　相组成和微观结构 烧结后的坯体压碎后研磨成粉体，通过２５０目 （６３μｍ）筛 孔 筛 分 后，用 日 本 Ｍａｃ　Ｓｃｉｅｎｃ 公 司 Ｍ１８ＸＨＦ２２－ＳＲＡＸ型射线衍射仪分析了烧结后热敏 电阻材料的结构，Ｘ射线源为Ｃｕ　Ｋα１（λ＝０．１５４０５６ ｎｍ），扫描范围２θ＝２０～８０°；通过ＬＥＯ１４３０ＶＰ型扫 描电子显微镜（ＳＥＭ）观察预烧球磨后粉体材料和烧结 后坯体表面的形貌。 ２．２．２　老化试验 封装好的热敏元件在液氢中（温度约２０Ｋ）测量其 ８３４ ２０１０年增刊３（４１）卷 ＊ 基金项目：北京航天试验技术研究所预研创新基金资助项目（２００９０５１６） 收到初稿日期：２０１０－０５－３１ 收到修改稿日期：２０１０－０８－１２ 通讯作者：兰玉岐 作者简介：兰玉岐　（１９７８－），男，工程师、博士研究生，从事热敏陶瓷功能材料研究。 电阻值Ｒ０，在１５０℃的烘箱中老化１０００ｈ、液氢中老化 ４８ｈ，液氢、室温之间１００次温度循环试验后在液氢中 测量其电阻值Ｒ。电阻测量用美国ＦＬＵＫＥ公司的超 级电阻测温仪，型号：１５９０，配套扫描开关型号为： ２５９０。 ２．２．３　分度 老化、温循后的ＮＴＣ热敏电阻元件、套管铂 电阻温度计共同置于浙江大学制冷与低温研究所研制 的低温恒温器中在２０～４５Ｋ之间每隔２Ｋ进行分度， 测试电流分别为２、５、１０、１５μＡ。电阻测量用美国 ＦＬＵＫＥ公司的超级电阻测温仪，型号：１５９０，配套扫 描开关型号为：２５９０；英国进口标准套管铂电阻温度计 经中国科学院低温计量中心检定其测量不确定度为５ ×１０－３　Ｋ；低温恒温器经中国计量科学院检定其检测 温度波动度为３×１０－３　Ｋ／３０ｍｉｎ。 ３　结果与讨论 ３．１　结构与形貌 ３．１．１　结构 烧结后热敏电阻材料的Ｘ射线衍射分析如图１所 示，与ＪＣＰＤＳ卡片（３５－０７８２）的衍射峰相似，合成的 ＮＴＣ热敏陶瓷材料样品的结晶度好，为镁铝尖晶石结 构。 图１　烧结ＮＴＣ热敏电阻材料的ＸＲＤ谱 Ｆｉｇ　１ＸＲＤ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｓ－ｓｉｎｔｅｒｅｄ　ＮＴＣ　ｓａｍｐｌｅ　ａｔ １１００℃ ３．１．２　形貌 预烧球磨后的粉体形貌如图２所示，颗粒分布均 匀，粒径较小大部分在６０～７０ｎｍ之间。图３是烧结 后热敏电阻材料表面的ＳＥＭ照片，可知晶粒生长比较 充分，晶界致密完善；尖晶石相热敏陶瓷晶粒大小均 匀，约几个微米；烧结后陶瓷体存在一定的气孔率，一 方面是由于粘合剂的挥发所致，另一方面是由于晶粒 的异常长大所致。 ３．２　热敏电阻材料的稳定性 高低温老化、温度循环试验主要考核材料的稳定 性，因为电阻值随时间变化是限制ＮＴＣ热敏电阻应用 的主要问，定义电阻值变化率为： ΔＲ Ｒ０ ＝ Ｒ－Ｒ０ Ｒ０ 来表征热敏电阻材料的稳定性，其中Ｒ０ 为老化试验前 测量的电阻值，Ｒ为老化试验后测量的电阻值。老化 试验测试结果如表１所示。电阻值变化率＜０．３％，材 料在低温下结构、电学性能稳定。 图２　预烧后纳米粉体的ＳＥＭ像 Ｆｉｇ　２ＳＥＭ　ｉｍａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｉｎｅｄ　ｎａｎｏ－ｐｏｗｄｅｒｓ 图３　ＮＴＣ热敏电阻的ＳＥＭ照片 Ｆｉｇ　３ＳＥＭ　ｉｍａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｓ－ｓｉｎｔｅｒｅｄ　ＮＴＣ　ｓａｍｐｌｅ　ａｔ １１００℃ 表１　老化试验的测试结果 Ｔａｂｌｅ　１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｇｉｎｇ　ｔｅｓｔ 电阻 （ｋΩ） Ｒ０ Ｒ １１０．０２　 １１０．３２ ΔＲ／Ｒ０（％） ０．２７ ３．３　分度结果 ３．３．１　电阻温度关系分析 分度后电阻值随温度变化的关系曲线如图４所 示。可以看出，温度的倒数与电阻值的自然对数近似 成线性关系，在２０～４５Ｋ的温度范围热敏电阻材料具 有典型的负温度系数热敏材料的特征。根据电阻值－ 温度数据计算得到热敏电阻常数Ｂ２０Ｋ／４０Ｋ值在１８０～ ２１０Ｋ之间。 图４　ＮＴＣ热敏电阻元件１／Ｔ与ｌｎＲ的关系 Ｆｉｇ　４Ｐｌｏｔｓ　ｏｆ　１／Ｔｖｓ　ｌｎＲｆｏｒ　ＮＴＣ　ｓａｍｐｌｅ ９３４兰玉岐 等：测量超低温用ＮＴＣ热敏电阻的制备和性能研究 ３．３．２　数据拟合分析 相对灵敏度的定义如下： Ｃ＝ｄＲ ／ｄＴ Ｒ 　　其中，Ｃ为相对灵敏度；Ｔ为温度；Ｒ为温度Ｔ 时 的电阻值；ｄＲ／ｄＴ 为电阻灵敏度，相对灵敏度高的 ＮＴＣ热敏材料具有温度测量的优势。 用 ＭＡＴＬＡＢ软件、Ｓｔｅｉｎｈａｒｔ－Ｈａｒｔ方程在２０～ ４５Ｋ的温度范围内测得的温度－电阻值数据进行４阶 拟合，根据拟合系数求出 ＮＴＣ热敏电阻元件的分度 表，拟合结果中最大残差不超过１０×１０－３　Ｋ，进一步验 证了Ｓｔｅｉｎｈａｒｔ－Ｈａｒｔ方程是热敏电阻的最佳拟合方 程。图５为拟合后得到的相对电阻灵敏度与温度的关 系曲线，可以看出，制备的ＮＴＣ热敏电阻元件在２０～ ４５Ｋ的相对灵敏度在１５％～４０％之间变化，而且温度 越低灵敏度越高，具有进行深低温测量的优势。 图５　ＮＴＣ热敏电阻元件相对灵敏度和温度的关系 Ｆｉｇ　５Ｐｌｏｔｓ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｖｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｏｒ ＮＴＣ　ｓａｍｐｌｅｓ ３．３．３　测试电流对测量结果的影响 表２为温度在２０Ｋ时在不同的测试电流下的电 阻值、自热效应测试结果，可以看出测试电流的增大自 热效应增大。 表２　温度为２０Ｋ时不同电流下的电阻值、自热效应 Ｔａｂｌｅ　２Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｓｅｌｆ－ｈｅａｔｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔｓ　ａｔ　２０Ｋ 电流（μＡ） ２　 ５　 １０　 １５ 电阻值（ｋΩ） １１０．０２　１０３．８３　 ９９．３８　 ９６．０４ 自热效应（×１０－３　Ｋ） ２７　 ３４　 ６１ ／ 　　图６为２、５、１０、１５μＡ的测试电流下电阻值与温 度之间的关系曲线。随温度的升高测试电流对测量电 阻值的影响减小，原因是电阻值减小后自热效应减小。 从以上分析可知，只要选择稳定可靠的激励测试电流， 制备的ＮＴＣ热敏电阻温度计完全可以满足低温工程 上对测量精度的要求。 ３．４　与其它负温度系数传感器灵敏度对比 表３为温度在２０Ｋ时制备的 ＮＴＣ热敏电阻与 Ｃｅｒｎｏｘ、碳电阻、锗电阻其它负温度系数传感器电阻 值、灵敏度的对比。 图６　不同的测试电流下电阻值与温度的关系曲线 Ｆｉｇ　６Ｐｌｏｔｓ　ｏｆ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｖｓ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｆｆｅｒ－ ｅｎｔ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ 表３　温度为２０Ｋ时不同传感器的灵敏度 Ｔａｂｌｅ　３Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｅｎ－ ｓｏｒｓ　ａｔ　２０Ｋ 传感器 ＮＴＣ　 Ｃｅｒｎｏｘ 碳－玻璃 锗 电阻值（Ω） １１００００　 ９４０　 ６０　 ５０ 灵敏度（Ω／Ｋ）－４３０００ －４６ －４ －３ 　　从表３中可以看出，制备的ＮＴＣ热敏电阻温度传 感器电阻值、温度灵敏度远高于其它负温度系数传感 器，更适于低温测量，而且具有制作工艺简单、生产成 本低等其它传感器不具备的优点。 ４　结　论 （１）　采用传统的半导体陶瓷工艺制备的Ｌａ掺杂 的陶瓷材料具有稳定的尖晶石晶体结构、晶粒致密完 整、ＮＴＣ热敏特性显著。 （２）　电测结果表明，产品性能优于目前其它 ＮＴＣ热敏电阻，远远高于在国外逐渐取代其它 ＮＴＣ 产品的Ｃｅｒｎｏｘ。 （３）　产品生产工艺简单、性价比高，在航空航天 等低温工程领域有良好的应用前景。 参考文献： ［１］　Ｃｈｅｎ　Ｃｈｉａｃｈｕｎｇ．［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２００９，４２：１１０３－ １１１１． ［２］　Ｊａｇｔａｐ　Ｓ，Ｒａｎｅ　Ｓ，Ｇｏｓａｖｉ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．［Ｊ］．Ｊ　Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ， ２００８，２８：２５０１－２５０７． ［３］　Ｐａｒｋ　Ｋ．［Ｊ］．Ｊ　Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，２００６，２６：９０９－９１４． ［４］　Ｐａｒｋ　Ｋ，Ｌｅｅ　Ｊ　Ｋ．［Ｊ］．Ｓｃｒｉｐｔａ　Ｍａｔｅｒ，２００７，５７：３２９－ ３３２． ［５］　Ｕｍａｄｅｖｉ　Ｐ，Ｎａｇｅｎｄｒａ　Ｃ　Ｌ．［Ｊ］．Ｓｅｎｓ　Ａｃｔｕａｔ　Ａ，２００２， ９６：１１４－１２４． ［６］　梁　森，高积强，杨建锋，等．［Ｊ］．稀有金属材料与工程， ２００８，３７（增刊１）：３１１－３１３． ［７］　袁秀玲，陈　岗．［Ｊ］．制冷学报，１９９０，４４（２）：２－５４． ［８］　王忠兵，吴　蕾，赵萧莹，等．［Ｊ］．硅酸盐学报，２００９，３７ （６）：９２７－９３１． （下转第４４４页） ０４４ ２０１０年增刊３（４１）卷 表面缺陷少，ＡｇＣｌ和Ａｇ的成分在表面分布均匀，当 两电极组成回路感应外电场时，各自阴阳电极反应容 易发生，易达平衡。利用上述工艺制备电极的电极电 位波动量约为０．０８０ｍＶ，电压噪声密度低至８．３４ｎＶ／ Ｈｚ１／２，这对海洋微弱电场的测量提供了可行性。 参考文献： ［１］　邓　明，刘志刚，白宜诚，等．［Ｊ］．地质与勘探，２００２，３８ （６）：４３－４７． ［２］　张　燕，宋玉，王源升，等．［Ｊ］．武汉理工大学学报， ２００７，２９（４）：６４－６７． ［３］　Ａｎｓｕｉｎｉ　Ｆ　Ｊ，Ｄｉｍｏｎｄ　Ｊ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｐｅｒｆｏｒ－ ｍａｎｅｃ，１９９４，３３（１１）：１４－１７． ［４］　张　翼．全固态海洋传感器稳定性研究［Ｄ］．西安：西安 电子科技大学，２００９． ［５］　卫云鸽，曹全喜，黄云霞，等．［Ｊ］．人工晶体学报，２００９，３８ （８）：３９４－３９８． ［６］　Ｂｅｒｔｏｃｃｉ　Ｕ，Ｈｕｅｔ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，１９９５，５１（２）： １３１－１４４． ［７］　Ｂｕｄｅｖｓｋｉ　Ｅ，Ｏｂｒｅｔｅｎｏｖ　Ｗ，Ｂｏｓｔａｎｏｖ　Ｗ，ｅｔ　ａｌ．［Ｊ］．Ｅｌｅｃ－ ｔｒｏｃｈｉｍｉｃａｌ　Ａｃｔａ，１９８９，３４（８）：１０２３－１０２９． ［８］　张鉴清，张　昭，王建明，等．［Ｊ］．中国腐蚀与防护学报， ２００１，２１（５）：３１０－３２０． ［９］　卢阳泉，梁子斌，刘建毅，等．［Ｊ］．物探与化探，１９９９，２３ （１）：７０－７１． ［１０］　席继楼，赵家骝，王燕琼，等．［Ｊ］．地震，２００２，２２（２）： ４７－５３． Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｌｌ－ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ　Ａｇ／ＡｇＣｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ＷＥＩ　Ｙｕｎ－ｇｅ，ＣＡＯ　Ｑｕａｎ－ｘｉ，ＬＥＩ　Ｍｅｎｇ－ｂｉ，ＨＵＡＮＧ　Ｙｕｎ－ｘｉａ，ＷＡＮＧ　Ｙｕ－ｐｅｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｘｉｄｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ　７１００７１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｐｏｗｄｅｒ　ｏｆ　ＡｇＣｌ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　Ａｇ／ＡｇＣｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｗａｓ　ｄｉｓ－ ｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｙ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）ａｎｄ　Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）．Ａｎｄ ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ　ｔｅｒｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｎｏｉｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ ｔｈｅ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｐｏｗｄｅｒ　ｏｆ　ＡｇＣｌ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｆｒｅｅｚｅ－ｄｒｙｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ｗｉｔｈ　ＡｇＮＯ３ａｎｄ　ＮａＣｌ　ａｓ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｔｈａ－ ｎｏｌ　ａｓ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ａｉｄｓ，ｍｉｌｌｉｎｇ　ｔｉｍｅ　８ｈ，ｉｓ　ｇｏｏｄ　ｉｎ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｕｎｉｆｏｒｍ　ｉｎ　ｓｉｚｅ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　Ａｇ／ＡｇＣｌ　ｅｌｅｃ－ ｔｒｏｄｅ　ｓｉｎｔｅｒｅｄ　ａｔ　４９０℃ｈａｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｌｉｋｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ　ｉｓ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ ０．００６ｍＶ．Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ　ｇｏｏｄ　ｓｈｏｒｔ　ｔｅｒｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｗｉｔｈ　ａ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｄｒｉｆｔ　ｏｆ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　０．０８０ ｍＶ／２４ｈ．Ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｎｏｉｓｅ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｔｏ　８．３４ｎＶ／Ｈｚ１／２　ａｔ　１Ｈｚ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｇ／ＡｇＣｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ；ｆｒｅｅｚｅ－ｄｒｙｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；ｓｈｏｒｔ　ｔｅｒｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｎｏｉｓｅ；ｖｏｌｔａｇｅ　ｎｏｉｓｅ　ｄｅｎ－ ｓｉｔ 櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊櫊 ｙ （上接第４４０页） Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＮＴＣ　ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒｓ　ｗｉｔｈ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｖｅｒｙ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ＬＡＮ　Ｙｕ－ｑｉ　１，２，ＹＡＮＧ　Ｓｉ－ｆｅｎｇ２，ＣＨＥＮ　Ｇｕａｎｇ－ｍｉｎｇ１，ＣＨＡＮＧ　Ａｉ－ｍｉｎ３ （１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００２７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７４，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｔｈｅ　Ｘｉｎｇｊｉａｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００１１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（ＮＴＣ）ｃｅｒａｍｉｃ　ｗｉｔｈ　ｓｐｉｎｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍｎ－Ｎｉ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ， ｄｏｐｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｉｏｎ　Ｌａ３＋，ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｐｅｃｈｉｎｉ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｍａ－ ｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐ－ ｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ａｇｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｍｏ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ａｔ １１００℃ ｗａｓ　ｓｔｅａｄｙ，ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ｈａｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｆｒｏｍ　９０ｔｏ　１２０ｋΩａｔ　２０Ｋ，ｔｈｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｒａｎｇｅｄ　ｆｒｏｍ　０．５ｔｏ　４５ｋΩ／Ｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒａｎｇｅ　ｆｒｏｍ　４５ｔｏ　２０Ｋ．Ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｅｒｒｏｒ　ｉｓ ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　０．１ａｔ　２０Ｋ．Ｔｈｅ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ　ｃｏｎｓｔａｎｔ，Ｂ２０Ｋ／４０Ｋｒａｎｇｅ　ｆｒｏｍ　１８０ｔｏ　２１０Ｋ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｓｐｉｎｅｌ；ｔｈｅｒｍｏ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｃｅｒａｍｉｃｓ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ４４４ ２０１０年增刊３（４１）卷