經過多年研發(fā)，西北工業(yè)大學蘇力宏副教授成功研發(fā)出了滿足負溫度系數半導體（NTC）電阻電子漿料應用的錳鈷鎳（MCN）系列化多品種氧化物納米粉料，并應用于民用領域。采用此納米粉料所配電子漿料燒制的薄膜性能測試優(yōu)異，已由相關公司成功應用于制造NTC電阻器件中。這是國內首次將NTC納米粉料用于工業(yè)電子元器件制造領域，且材料配方由蘇力宏通過長期實驗摸索形成了系列化，擁有自主知識產權。

過渡金屬錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳等的氧化物組成半導體材料，是一類電阻值隨溫度增大而減小具有負溫度系數（NTC）的熱敏電阻半導體材料，屬于穩(wěn)定性和壽命最好的NTC電阻材料，大多屬于尖晶石結構的氧化物陶瓷。這類材料所制器件產品可廣泛應用于工業(yè)電子設備、電源設備、測試儀器儀表等中，既可用于集成電路對電子電路浪涌消除、溫度的精密探測和監(jiān)控、液面測定、氣壓測定、火災報警、氣象探空、開關電路、自動增益調整等領域，還可用于航天航空的紅外探測薄膜、微波和激光功率測量等，具有廣闊的市場應用前景和戰(zhàn)略價值。作為功率NTC熱敏電阻，可在電路電源接通瞬間，抑制電路中產生的高倍浪涌電流。NTC熱敏電阻器的初始阻值較大，可以抑制集成電路線路中過大的電流，從而保護電源電路及負載。當電路進入正常工作狀態(tài)時，NTC熱敏電阻器由于通過電流引起阻體溫度上升，電阻值下降至很小，不會影響電路的正常工作。NTC熱敏電阻器可以近似認為起到一個完美的集成電路自動可恢復保險絲功能，所以被大規(guī)模應用于集成電路中，日常每個人的手機和電腦、移動基站、網絡服務器中都要用到這一元件，可以說有集成電路的地方，就有它的身影。

日美相關企業(yè)對此類所制半導體納米粉體材料壟斷式代工銷售，導致國內生產的手機和電腦幾乎90%以上的微小型高精度NTC電阻器件的半導體材料均來自日美企業(yè)，每年進口量上百億片。傳統(tǒng)國產NTC電阻屬于體積大精度差的型號，無法滿足大規(guī)模集成電路小型化高精度和高集成度的要求，相關企業(yè)面臨產業(yè)升級壓力。輪船、飛機和高鐵上的高性能高精度微型化熱敏器件，特殊情況下也會面臨國外禁售的威脅。解決NTC微型化元器件用納米半導體材料的國產化，有著極為關鍵的產業(yè)升級帶動作用和戰(zhàn)略意義。

蘇力宏一直從事納米粉體制備應用以及理論研究。他與學生對國產設備進行多年改造，通過反復試驗，實現(xiàn)了納米粉體均勻性的大幅提高，所獲得顆粒粒徑分布偏差可以實現(xiàn)了正負5-100納米尺度可控，并且克服了納米材料制備研究中過去二十年來的世界范圍普遍性難題。通過工藝和設備改進，可以實現(xiàn)納米粉體在干燥后，仍然保持很好的單分散性。在檢測技術上，他也對納米粉分散性如何評價分析樣品處理等形成了專有技術。

蘇力宏的研究，在我國航天衛(wèi)星技術研究開發(fā)過程中，取得了納米粉燒制薄膜致密性提高的突破。但由于航天用量極少，為了提高技術適用性，使普通大眾受益，蘇力宏數年來通過改變配方和工藝，開拓了納米粉的民用NTC熱敏電阻用途，實現(xiàn)了民用過渡金屬氧化物錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳等兩種或兩種以上的氧化物組成半導體納米粉體材料制造工藝方式的重大革新，是一個軍轉民典型項目。所獲得粉料全部為納米級別，實現(xiàn)了NTC系列半導體納米粉體的單分散、大小和全部球形形貌的高度均勻性制造。目前此技術所制半導體納米粉體已經形成了六大系列不同阻值和熱敏指數的品種，通過與其他多家單位協(xié)作，已經制成了批量器件成品樣件。這是我國首次采用納米半導體粉體原料制備成民用微小型高精度NTC電阻器件，中國已成為完全掌握這一半導體熱敏器件制造技術全產業(yè)鏈的國家。

2017-08-31  來源：科學網