[發明專利]一種摻雜型YBCO導電陶瓷組合物、電阻漿料、多孔陶瓷基發熱體及其應用

有效

• 申請號: 201710689303.2
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107567115B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 周宏明;王博益;劉亞雄;程名輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;C04B35/45
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

本發明公開了一種摻雜型YBCO導電陶瓷組合物，包括摻雜型YBCO、玻璃粉和金屬氧化物；所述的摻雜型YBCO的化學式為Y_1?xN_xBa_2?yM_yCu_3?zL_zO_7?δ；所述的N、M、L分別為Na、K、Ca、Zn中的至少一種元素；所述的x為0～0.25，y為0～0.5，z為0～0.5，δ為0～0.5；x+y+z＞0；所述的金屬氧化物為銅的氧化物、鐵的氧化物、錳的氧化物、釩的氧化物中的至少一種。本發明獲得的導電陶瓷發熱膜發熱體具有環保無毒，成本低，導電性好，TCR小，抗氧化性強等優點，特別適合應用于電子煙霧化器中。

技術領域

本發明涉及一種導電材料制備領域，具體涉及摻雜型YBCO導電材料。

背景技術

隨著傳統加熱方式體現出來的壽命短、加熱方式不靈活、加熱效率低等問題，現有的傳統加熱方式已經不能滿足現有的需要，近幾年電熱膜作為加熱元件的產品不斷問世，但由于制造電熱膜的材料基本上都采用金、銀、鉑等貴金屬或氧化錮氧化錫和錮錫氧化物摻雜的半導體材料，且制膜工藝要求高，制膜設備復雜，所以成本昂貴。后來出現價格廉價的賤金屬電子漿料，但其抗氧化性差，繼而又出現碳發熱膜，以碳導電粒子結合高分子樹脂固化成膜方式，但這種方式存在著發熱膜使用溫度的限制，一般不能超過250℃；一般電導率也比金屬膜差兩到三個數量級等缺點。如中國專利《一種銀摻雜改性二氧化釕厚膜電阻漿料的制備方法》(申請號：201610299042.9)介紹了銀摻雜改性二氧化釕厚膜電阻漿料的制備。由于采用了銀，二氧化釕等貴金屬做導電相，大大增加成本。如中國專利《一種高分子聚合物涂層導電膜及其制備方法》(申請號：200910101378.X)介紹了導電炭黑和芳香族聚氨酯樹脂通過離型紙轉移涂層制備而成。由于采用了樹脂為粘結劑，限制了導電膜的使用溫度。因此，目前的迫切需求就是尋找一種低成本，導電性好，TCR小，抗氧化性強，使用溫度高的厚膜發熱電阻材料。

現有技術中也報道了一些YBCO導電電阻漿料，如公開號為CN101727997A 的中國專利文獻公開了一種YBCO厚膜電阻漿料，其由導電相(釔鋇銅氧(YBCO) 系材料)、無機粘結相(玻璃粉或Bi氧化物粉或Pb氧化物粉)與有機粘結劑三者均勻混合組成。無機粘結相中玻璃粉為SiO₂-Bi₂O₃-Na₂O-CaO-Al₂O₃系玻璃。該技術存在缺陷是利用調節導電相和無機粘結相的重量比來調節電阻和電阻溫度系數，這個可調控范圍小，且調控難度大。

公開號為CN101923911A的中國專利文獻公開了一種基于不銹鋼基板的YBCO厚膜電阻漿料及其制備方法，基于不銹鋼基板的YBCO厚膜電阻漿料，包括固相成分和有機載體，其中，所述固相成分包括YBCO陶瓷粉和玻璃粉， YBCO陶瓷粉的組分包括Y₂O₃、BaO和CuO，按摩爾比，Y₂O₃∶BaO∶CuO；玻璃為SiO₂-B₂O₃-Na₂O-Al₂O₃-BaO-Li₂O-ZnO系玻璃。該技術方案公開了一種基于不銹鋼基板的電阻漿料。該技術方案導電功能相采用純的YBCO陶瓷粉末，其本身導電率有限，因此做成膜后導電性也就一般般，不能做出低電阻的發熱膜。另外，該技術方案的電阻溫度系數不可調節，在目前的發熱原件中，電阻溫度系數也是一個非常重要的要控指標，雖然在導電性方面導電陶瓷YBCO可以取代金屬，但是導電陶瓷的YBCO的本身電阻溫度系數為負的，用在發熱元件中會存在著不節能，不安全等隱患。

發明內容

為解決現有導電陶瓷組合物普遍存在導電性差、TCR大，抗氧化性差，使用溫度差等缺陷，本發明目的在于，提供一種摻雜型YBCO導電陶瓷組合物。