[發明專利]一種添加物及其降低無鉛PTC熱敏陶瓷燒結溫度的應用

無效

• 申請號: 201210034496.5
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102584254A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 黃新友;高春華;漆光智
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/63
• 分類號: C04B35/63;C04B35/462
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及無機非金屬材料技術領域，特指一種添加物及其降低無鉛PTC熱敏陶瓷燒結溫度的應用；采用特殊的添加物LiBiO₂+?BN?+?Li₂O-B₂O₃-SiO₂玻璃粉來降低鈦酸鉍鈉鈦酸鋇高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷的燒結溫度，得到于900~920℃下低溫燒結的鈦酸鉍鈉鈦酸鋇高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷電阻材料；采用本發明的添加物制備的高居里點PTC熱敏陶瓷材料不僅不含鉛而且燒結溫度低，避免了熱敏陶瓷電阻元器件制造和使用過程中鉛對環境與人體的危害，同時降低制造成本。??

技術背景

PTC陶瓷是一種半導體化的具有正的溫度系數（Positive?Temperature?Coefficient）的電子陶瓷材料；具有這種特性的智能電子陶瓷元件集發熱與溫控于一體，具有自動控溫、安全節能、自動恢復、無觸點動作、無明火、壽命長等特點；產品可用于發熱元器件、溫度控制、過流保護、過熱保護和熱感應等系統，廣泛應用于汽車、電子、通訊、輸變電工程、空調暖風機工程、低能耗安全型家用電器以及消磁、過流保護、過熱保護等領域。

最常用的PTC熱敏陶瓷是BaTiO₃基陶瓷材料，其居里溫度是120℃；為了提高熱敏陶瓷的工作溫度，均以添加氧化鉛或含鉛化合物為居里點移動劑、以Pb置換Ba的晶格位置來實現，此類產品為含鉛量較高的（Ba，Pb）TiO₃體系；鉛是一種具有毒性的重金屬元素，在（Ba，Pb）TiO₃基熱敏陶瓷的生產過程中，鉛會造成對自然環境的污染并對人類的身體健康造成危害，世界各國已經嚴格控制含鉛產品的使用；目前，我國PTC熱敏陶瓷產業的發展正面臨著嚴重的考驗和挑戰，無鉛環保PTC熱敏陶瓷材料的開發已經成了一個迫在眉睫的課題，無鉛PTC熱敏陶瓷材料取代含鉛產品將成為必然。

近年來，國內外許多科研人員以及生產工作者已經著手高居里點（大于120℃）的無鉛PTC熱敏陶瓷材料的開發與研究工作。

中國專利公開號CN101013618A和CN101188156A說明了成分體系為(Na_0.5Bi_0.5)BaTiO₃基PTC熱敏陶瓷材料，通過添加半導化元素和少量Sr或Ca為Ba位置換元素，并添加一定量的錳元素，此發明能實現居里點高于120℃的熱敏陶瓷，但燒結溫度較高，未加入低溫燒結劑，配方不同于本專利。

中國專利公開號CN101224979A說明了(Na_0.5Bi_0.5)BaTiO₃基PTC熱敏陶瓷材料，獲得高居里點熱敏陶瓷，但是采用兩步法來制備，先還原再氧化，比較麻煩，而且燒結溫度較高，燒結溫度達到1300℃以上。

中國專利公開號CN101412625A說明了成分體系為(Bi_1/2K_1/2)Ti_1-x-wCe_xD_yO₃基高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷材料，雖然燒結溫度較低，但沒有公開降低燒結溫度的添加物，而且制備工藝復雜，配方不同于本專利。

發明內容

本發明的目的是提供降低鈦酸鉍鈉鈦酸鋇高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷的高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷燒結溫度的添加物及其加入量。

所述的鈦酸鉍鈉鈦酸鋇高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷的組份為：（1-x）BaTiO₃+xBi_0.5Na_0.5TiO₃+0.05-0.6mol%Y₂O₃+0.05-0.5?mol?%Nb₂O₅，x=0.2-0.6?mol。

本發明的目的是這樣來實現的：

????以鈦酸鉍鈉鈦酸鋇高居里點無鉛PTC熱敏陶瓷的組份重量為基準，按質量百分比計算，添加物的量為組份的1～6%，添加物的組份按質量百分比計算：LiBiO₂44~65%，BN?7~20%，Li₂O-B₂O₃-?SiO₂玻璃粉25~45%。????