[發明專利]正溫度系數熱敏電阻材料及熱敏電阻

在審

• 申請號: 201610857084.X
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107867853A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 蓋浩然
• 申請（專利權）人: 青島東浩軟件科技有限公司
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;C04B41/88;H01C7/02
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種正溫度系數熱敏電阻材料及熱敏電阻，屬于熱敏電阻領域。

背景技術

正溫度系數(PTC)熱敏電阻具有在溫度較低時電阻值較低，而溫度上升到一定程度時電阻急劇上升的特性，有時候達到3～4個以上的數量級；因此PTC通電后通過自身發熱溫度上升而導致電阻增大，在電路中限制了電流，具有很好的安全性能。隨著國民經濟的發展，正溫度系數(PTC)熱敏電阻元件廣泛應用于家電、通訊、電子設備、電氣部件、溫度傳感與控制、加熱等領域。由于變頻空調，低壓儀表和通訊設備在社會生產生活中使用越來越頻繁，人們對其可靠性要求也越來越高。目前該類設備上通用的低電阻率正溫度系數熱敏電阻多采用傳統方法：在BaTiO 3中直接添加SiO 2作為玻璃相降低電阻率，缺點是燒結溫度較高，可靠性較低，只能在30V以下使用，在目前的需求下已越來越不能適應使用要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有的正溫度系數熱敏電阻可靠性低。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種低電阻率正溫度系數熱敏電阻材料，含有：主成分、含釔化合物、含硅化合物及含磷化合物，所述主成分為鈦酸鋇(BaTiO 3)、鈦酸鍶(SrTiO 3)、鈦酸鉛(PbTiO 3)和鈦酸鈣(CaTiO 3)；其中，鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣的摩爾數之和與所述含磷化合物中磷的摩爾比為：100:0.1～0.5。

本發明通過在材料中加入含磷化合物來控制正溫度正溫度系數熱敏電阻陶瓷中的玻璃相，相較于單純使用含硅化合物，含磷的陶瓷燒結溫度更低，利于降低能源消耗；同時也使陶瓷在燒結過程中玻璃軟化點更低，增加了玻璃相對材料中有害雜質的吸收力，提高電阻的可靠率。

優選地，所述主成分中各組分的摩爾配比為：鈦酸鋇:鈦酸鍶:鈦酸鉛:鈦酸鈣＝60～90:0～20:0～10:10～15。

優選地，所述鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣的摩爾數之和與所述含硅化合物中硅的摩爾比為：100:1～3；鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣的摩爾數之和與含釔化合物中釔的摩爾比為100:0.3～0.5。

優選地，所述含硅化合物為二氧化硅。

優選地，所述含釔化合物為三氧化二釔。

優選地，所述低電阻率正溫度系數熱敏電阻材料還含有：含錳化合物，其中，鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣的摩爾數之和與所述含錳化合物中錳的摩爾比為：100:0.01～0.05。

優選地，所述含錳化合物為硝酸錳。

優選地，還含有：二氧化鈦，其中，鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣的摩爾數之和與二氧化鈦的摩爾比為：100:0～2。

優選地，所述含磷化合物為磷酸鹽，其中以磷酸鈣為最佳。

以上所述的正溫度系數熱敏電阻材料制備的熱敏電阻。

本發明能夠達到以下技術效果：

1.相較傳統單純用SiO 2做玻璃相PTC陶瓷燒結溫度在1250～1400℃，而本發明PTC燒結溫度在1150～1250℃，平均降低燒結溫度100℃，降低能源消耗。

2.含P的熱敏陶瓷在燒結過程中玻璃軟化點更低，玻璃相對材料中有害雜質如Fe等吸收能力更強，減少了雜質離子對熱敏電阻電性能的負干擾，從而提高了熱敏電阻的可靠性。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

本發明的正溫度系數熱敏電阻材料，含有：主成分、含釔化合物、含硅化合物及含磷化合物，其中，主成分為鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣。鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣的摩爾數之和與含磷化合物中磷的摩爾比為：100:0.1～0.5。

本發明的正溫度系數熱敏電阻材料，還可含有：含錳化合物和/或二氧化鈦。

本發明的優選實施例中，采用BaTiO 3，PbTiO 3，SrTiO 3，CaTiO 3，Y 2O 3，SiO 2，Ca 3(PO 4)2，TiO 2，Mn(NO 3)2做為正溫度系數熱敏電阻材料的成分。經過常規球磨，噴霧造粒，壓制，在1150～1250℃燒結1小時得到直徑為15mm，厚度為1.2mm的陶瓷，通過涂覆Ag料并在500℃下燒滲Ag電極，焊接銅引線包封硅樹脂制作成熱敏電阻。