[發(fā)明專利]雙層NTC熱敏電阻及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410009931.8
• 申請(qǐng)日: 2014-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN104124014A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙春花;趙兵;高翔;單曉林;王為;佟宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01C7/04
• 分類號(hào): H01C7/04;C04B35/38;C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙層負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻及其制備方法。

背景技術(shù)

負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻是指電阻值隨溫度上升而下降的電阻。NTC熱敏電阻由于具有敏感性高、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用在測(cè)溫、控溫、以及抑制浪涌電流等方面。隨著我國(guó)家電和汽車生產(chǎn)量的日益增大，家電和汽車用NTC溫度傳感器市場(chǎng)需求旺盛。

NTC熱敏材料主要參數(shù)包括：（1）ρ₂₅，指在25°C下的電阻率；（2）材料常數(shù)B，是描述熱敏電阻物理特性的一個(gè)參數(shù)，B值越大，靈敏度越高。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同，需要不同的ρ和B值組合。比如在抑制浪涌電流及低溫下使用的NTC熱敏電阻，要求具有低電阻率高B值；在高溫下使用的熱敏電阻要求具有高電阻率高B值。傳統(tǒng)的NTC材料一般由Mn、Ni、Co、Fe、Cu等元素構(gòu)成的尖晶石型氧化物組成，比如Cu-Ni-Mn-O，F(xiàn)e-Ni-Mn-O，Zn-Ni-Mn-O等體系。尖晶石型NTC熱敏材料的電阻率ρ與溫度T的關(guān)系符合Arrehenius方程：ρ=ρ₀exp(B/T)，這類材料的B值通常隨著電阻率的升高而升高，隨著電阻率的下降而下降。很難獲得高B值、低電阻率的NTC材料。以往的研究主要從材料體系的組成上加以改進(jìn)，比如在尖晶石材料中摻入Cu，可大幅度降低電阻率，但同時(shí)會(huì)造成B值和穩(wěn)定性的下降。據(jù)中國(guó)專利CN102285789披露，采用一種含Pb的四元體系得到的尺寸為?10mm×1mm的高B、低阻電阻器的參數(shù)為B_25/50=3485-4106K，R_25°C=70-630Ω，根據(jù)計(jì)算可知，ρ₂₅的最小值仍達(dá)到500Ω·cm以上，況且采用的原料中含有對(duì)人體有害元素Pb，不符合環(huán)保要求。到目前為止，沒(méi)有報(bào)道能有效地降低阻值而保證較高的B值和穩(wěn)定性。

因此獲得低阻值、高B值、高穩(wěn)定性的NTC材料變的尤其重要。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供一種具有低阻值、高B值、高穩(wěn)定性的雙層NTC熱敏材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種雙層NTC熱敏電阻，其特征在于：該熱敏電阻包含兩層，層A由尖晶石氧化物或者尖晶石和鈣鈦礦氧化物的混合物構(gòu)成，層B由鈣鈦礦氧化物或者鈣鈦礦和尖晶石氧化物的混合物構(gòu)成；雙層NTC熱敏電阻在25°C的電阻率范圍為10-10⁴Ω·cm，B值范圍為3630-5520K；層A中尖晶石氧化物所占的質(zhì)量百分含量≥80%，層B中鈣鈦礦氧化物所占的質(zhì)量百分含量≥50%；尖晶石氧化物的分子式為A_xMn_3-xO₄，其中A是Zn、Ni、Co、Fe中的一種或多種，0.3≤x≤1.8；鈣鈦礦氧化物的分子式是LaSr_yBO₃，其中B是Fe、Co、Ni、Mn中的一種或幾種，0≤y≤0.5。

本發(fā)明的雙層NTC熱敏電阻的制備方法，其特征在于，該方法包含以下幾個(gè)步驟：

(1)???在層A或者層B的粉體中加入有機(jī)溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑球磨混合，得到層A或者層B的漿料；

(2)???將漿料真空除泡，在流延機(jī)上依次流延層A和層B；

(3)???將雙層流延膜干燥后，燒結(jié)得到雙層NTC熱敏陶瓷；

(4)???在雙層NTC熱敏陶瓷表面涂敷電極漿料，并燒滲電極；

(5)???將步驟（4）得到的材料根據(jù)需要切割成一定的尺寸，并焊上引線，進(jìn)行電性能的測(cè)量。

步驟（1）中所述的有機(jī)溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑分別為乙醇、三乙醇胺、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇。

步驟（1）中，相對(duì)于粉體，各添加劑的含量為：有機(jī)溶劑80-200wt?%，分散劑3-6wt%，粘結(jié)劑4-10wt?%，增塑劑為10-24wt%。

步驟（1）中漿料的配制過(guò)程分為兩步，首先在粉料中加入有機(jī)溶劑、分散劑球磨混合1-3h；然后加入粘結(jié)劑和增塑劑，球磨1-3h。

步驟（3）中燒結(jié)條件為1150-1300°C，燒結(jié)1-20h。

步驟（4）所用的電極材料為Ag、Au、Pt、Pd；電極的燒滲溫度為500-900°C。