[發明專利]一種高性能NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710740650.3
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107365153B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 陳健武;胡安軍;楊建東;陳耿春
• 申請（專利權）人: 廣東新成科技實業有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;G01K7/22
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張澤鋒

本發明公開了一種高性能NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法與應用。該材料包含以下質量百分比計的組分：MnO₂ 70～85％，Ni₂O₃ 3～15％，TiO₂ 3～10％，Cr₂O₃ 1～5％，Fe₂O₃ 0.5～5％，Ba₄LiNb₃O₁₂ 0.5～4％，Li₃(Ti_1/2Mg_1/2)O₃ 0.3～4％，LiCrSi₂O₆ 0.2～3％。該NTC熱敏陶瓷材料的室溫電阻率(ρ_25℃)為2.5×10⁷～8.0×10⁷Ω·cm，材料常數B值為6813～7623K(在25～300℃范圍內)。本發明制得的NTC熱敏陶瓷材料靈敏度高，在溫區內工作穩定，適合溫度的精確測量，可用作制備高性能NTC熱敏傳感器。

技術領域

本發明屬于信息功能材料領域，特別涉及一種高性能NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法與應用。

背景技術

NTC(negative temperature coefficient，負溫度系數)熱敏電阻是指隨溫度升高而其阻值降低的電阻，由于其對溫度敏感、響應快、測量精度高，廣泛應用于溫度測量、溫度控制、溫度補償、抑制浪涌電流等方面。NTC熱敏電阻陶瓷材料是研究廣泛的熱敏電阻材料，它通常使用過渡金屬元素鎳、銅、鋁、錳、鉻等氧化物組成。NTC熱敏電阻的電阻率與溫度的關系符合Arrhenius指數關系：ρ＝ρ₀exp(E_a/kT)，ρ和ρ₀分別為溫度在T(絕對溫度)和無窮大時的電阻率，k是玻爾茲曼常數，E_a是活化能。熱敏材料通常采用室溫(25℃)下的電阻率和熱敏常數B表征，熱敏常數與活化能的關系為：B＝E_a/k，熱敏常數B與材料活化能成正比。NTC熱敏電阻的溫度-電阻特性可表示為：R＝R₀exp(B(1/T-1/T₀))，R、R₀分別為T、T₀(絕對溫度)時的電阻，電阻溫度系數為：α_T＝1/R(dR/dT)＝-B/T²，熱敏常數B表征了NTC熱敏電阻對溫度的敏感性，B值越大，NTC熱敏電阻的電阻對于溫度的變化率越大，材料對溫度敏感性越好。常用的NTC熱敏電阻的B值為2000～6000K。為了提高高溫時NTC熱敏電阻的靈敏度，B值應在6000K以上。由于NTC材料阻值隨溫度的增加而減小，為了獲得較強的信號，要求NTC材料具有較高的室溫電阻和高的材料常數B值，為適應25～300℃的測溫，因此需要開發高電阻率和高B值的NTC熱敏電阻材料。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種高性能NTC熱敏陶瓷材料。

本發明的另一目的在于提供所述高性能NTC熱敏陶瓷材料的制備方法。

本發明的又一目的在于提供所述高性能NTC熱敏陶瓷材料的應用。