[發(fā)明專利]一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200810235068.2 | 申請(qǐng)日： | 2008-11-13 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN101402524A | 公開（公告）日： | 2009-04-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 汪勁松;沈湘黔;范文龍;徐衛(wèi)宏 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 常熟通富電子有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C04B35/468 | 分類號(hào)： | C04B35/468;C04B35/622 |
| 代理公司： | 常熟市常新專利商標(biāo)事務(wù)所 | 代理人： | 朱偉軍;何 艷 |
| 地址： | 215534江蘇*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 耐壓 鈦酸鋇 陶瓷 熱敏電阻 及其 制備 方法 | ||
一、技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于陶瓷材料及器件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻及其制備方法。
二、背景技術(shù)
鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻(Positive?Temperature?coefficient?Resistance，簡(jiǎn)稱PTCR)陶瓷材料是一種鐵電半導(dǎo)體材料。由于PTCR陶瓷具有溫敏、直控、節(jié)能和安全等特點(diǎn)，以及其特有的熱敏、限流、延時(shí)等自動(dòng)“開關(guān)”功能，已廣泛應(yīng)用于通訊、航天航空、半導(dǎo)體照明、汽車工業(yè)、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。
隨著對(duì)PTCR元件大電流、小型化的迫切要求，低阻鈦酸鋇基陶瓷制備技術(shù)已引起注意。中國(guó)專利CN1137679A公開了一種具有正溫度系數(shù)的粉末半導(dǎo)體陶瓷材料構(gòu)成的熱敏電阻器的制造方法，陶瓷的主要組成為BaTiO3，SrTiO3和PbTiO3，采用雙施主銻(Sb)和鈮(Nb)及受主錳(Mn)摻雜，通過調(diào)控配料和熱處理工藝制度來制得室溫電阻率小于3.0Ω·cm、耐壓高于150V/mm的熱敏電阻器。至二十世紀(jì)末，鈦酸鋇基PTCR陶瓷的電阻率ρ已達(dá)到8Ω·cm，但由于材料的電阻率低，使電阻溫度特性惡化，耐電壓強(qiáng)度下降，受使用電壓的限制而難于獲得應(yīng)用。中國(guó)專利CN1247842A公開了一種用于PTC熱敏電阻的陶瓷材料組成及制備方法，熱敏電阻的室溫電阻率為5Ω·cm，靜態(tài)可承受電壓為60V/mm，這一專利所涉及的陶瓷主組分為30～97摩爾％BaTiO3、1～50摩爾％PbTiO3、1～30摩爾％SrTiO3和1～25摩爾％CaTiO3，以及摻雜元素Sm(0.1～0.3摩爾％)、Mn(0.01～0.03摩爾％)和Si(0～2.0摩爾％)，同時(shí)，在熱處理過程中需采用特殊的氣氛制度、較高的溫度(1400℃)和較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。
到目前為止，降低鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻的室溫電阻率和提高其耐壓性能仍是本技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)難題。同時(shí)，熱敏電阻的傳統(tǒng)制備工藝流程長(zhǎng)，燒結(jié)溫度高，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，其關(guān)鍵技術(shù)在于如何采用較簡(jiǎn)單的制造工藝和技術(shù)實(shí)現(xiàn)陶瓷材料組成、微觀結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控。
三、發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題：本發(fā)明采用較簡(jiǎn)單的制備工藝，提供一種低電阻率、高耐壓的鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻材料及其制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻，含有：BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3-PbTiO3四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑：
所述BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3-PbTiO3四元系為主成分，每100摩爾所述BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3-PbTiO3四元系主成分的組成為：
60～90摩爾?BaTiO3，
5～18摩爾?SrTiO3，
1～15摩爾?CaTiO3，
余量為?PbTiO3；
所述晶界調(diào)節(jié)相為：Ba2TiSi2O8、納米SiO2和Li2O，三者的摩爾數(shù)分別為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.1～1％、1.5～2.5％和0.09～0.12％；
所述添加劑為：以含錳化合物中Mn元素和含銅化合物中Cu元素計(jì)，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.05～0.08％的Mn+Cu；以及以含釔化合物中Y元素和含鈮化合物中Nb元素計(jì)，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.2～0.5％的Y+Nb。
制備上述低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻的方法，步驟為：
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