[發明專利]摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210549633.9
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102976747A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 覃遠東;方亮;常寶成;吳枚霞;徐明
• 申請（專利權）人: 廣西新未來信息產業股份有限公司;桂林理工大學
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;H01C7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料及其制備方法，屬于屬于熱敏材料領域。

背景技術

PTC陶瓷(正溫度系數熱敏陶瓷)具有電阻率隨溫度升高而增大的特點。是近年來發展迅速的電子材料之一。正溫度系數熱敏電阻可分為開關型和補償型兩大類，其特性和應用也不同。開關型正溫度系數熱敏材料主要應用于電機、變壓器、軸承、大功率硅的整流元件的保護等，其作為熱耗元件也應用于限流、穩流、穩壓以及流速測量等方面。補償型正溫度系數熱敏材料可作為半導體三極管的溫度補償。

鈦酸鋇基正溫度系數熱敏材料是一種鐵電半導體材料，是近年來發展迅速的電子材料之一。但鈦酸鋇的居里溫度只有120℃，目前市場上居里點超過120℃的PTC熱敏材料都是含鉛的。國內外提高鈦酸鋇正溫度系數轉變溫度主要是通過添加鉛元素來實現。雖然此種方法技術已較成熟且已經獲得較好的效果，但鉛具有很強的毒性。含鉛產品從制備到使用乃至到最后回收循環使用都存在很強的危害。國際上已在2006年開始全面禁止使用有鉛壓電元器件。近年來，隨著環境保護和人類可持續發展的需求，研究新型無鉛PTC電阻材料已迫在眉睫。如今無鉛正溫度系數熱敏材料主要是高分子材料，但由于高分子材料的高溫軟化，大大限制了其使用范圍。故尋找無鉛高居里溫度正溫度系數熱敏材料具有很重要的意義。有很多中國專利報道了環保型正溫度系數熱敏材料，如(Ba_xSr_yCa_z)Ti_uO₃，其中，x：0.6～0.9，y：0～0.3，z：0.02～0.2，u：0.98～1.02；：(Bi_1/2K_1/2-a/2Na_a/2)Ce_1-bDbO₃，其中a＝0～1，b＝0.0005～0.005等，但居里溫度都不高(低于160℃)。唐新桂等報道了BaTiO₃-Bi_0.5Na_0.5TiO₃-Bi_0.5K_0.5TiO₃系正溫度系數熱敏材料，其綜合使用了溶膠-凝膠法，固相反應法，放電等離子燒結方法，通過摻雜一種或多種金屬氧化物來制備，但是最高的居里溫度也不超過250℃。我們以碳酸鋇、二氧化鈦、碳酸鋰、五氧化二鈮為原料，僅僅利用傳統固相法，制備高居里溫度的正溫度系數熱敏材料。

發明內容

本發明的目的是為了改善鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料居里溫度低的問題，提供一種摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料及其制備方法。

本發明涉及的摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料的化學組成通式為：Ba_1-xLi_xTi_1-xNb_xO₃，其中：0＜x≤0.08；x為摩爾分數。

摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料的制備方法具體步驟為：

(1)將純度為99.9％以上的BaCO₃、TiO₂、Li₂CO₃和Nb₂O₅的原始粉末按Ba_1-xLi_xTi_1-xNb_xO₃組成稱量配料，其中：0＜x≤0.08；x為摩爾分數。

(2)將步驟(1)配好的料球磨4小時，1000～1100℃預燒2小時，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1150～1250℃煅燒3小時，上電極，即制得摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料。

本發明制備的摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數電阻材料具有以下優點：成分無鉛，不會對環境造成污染和對人體造成危害；摻雜了鈮酸鋰后，即使是微量摻雜，也能大大提高組分的居里溫度。

具體實施方式

實施例1：