[發明專利]一種鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810297943.3
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108484159B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 凌志遠;雷佳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;H01C7/02;H01C7/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發明屬于熱敏陶瓷材料的技術領域，公開了一種鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料及其制備方法與應用。所述鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料，其化學組成為(Ba_1?(x/2)?yY_xPb_y)TiO₃+zAl₂O₃+vSiO₂，x為(0.01～2)％，y為0.05～0.2；z為0.01～1wt％，v為0.05～1wt％。本發明的陶瓷材料在居里溫度T_C以下具有很好的負電阻溫度系數特性，熱敏常數B值最高可達1013K，可作為測溫傳感器使用；并且在居里溫度T_C以上具有良好的正電阻溫度系數特性，升阻比β值可達3，可作為開關元件使用。

技術領域

本發明涉及熱敏陶瓷材料領域，具體涉及一種鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料及其制備方法與應用。

背景技術

NTC是負溫度系數(Negative Temperature Coefficient)的英文縮寫，泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件，NTC熱敏電阻器就是負溫度系數熱敏電阻器。通常以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成。廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。與NTC熱敏電阻器不同，PTC是正溫度系數(PositiveTemperature Coefficient)的英文縮寫，泛指正溫度系數很大的半導體材料或元器件，PTC熱敏電阻器就是正溫度系數熱敏電阻器。當溫度高于居里溫度T_C時，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性增大。在中小功率加熱場合，PTC熱敏電阻器具有恒溫發熱、無明火、熱轉換率高、受電源電壓影響極小、自然壽命長等傳統發熱元件無法比擬的優勢，廣泛用于各種電熱器中。

在已有的熱敏電阻器中，NTC和PTC熱敏電阻器是完全不同的兩種熱敏電阻器。NTC熱敏電阻器單純起溫度傳感器的作用，而PTC熱敏電阻單純起加熱和開關的作用。若NTC熱敏電阻器應用中要實現過流、過溫保護作用，需要額外的元件和線路配合。同樣，若PTC熱敏電阻器應用中要實現溫度測量，也需要額外的元件和線路配合。目前市場上尚無集NTC/PTC特性于一身的熱敏電阻器產品。同時，也未見有相關的論文和專利資料。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料及其制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料的應用。所述鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料用于制備熱敏電阻器。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鈦酸鋇基NTC/PTC雙功能陶瓷材料，其化學組成為(Ba_1-(x/2)-yY_xPb_y)TiO₃+zAl₂O₃+vSiO₂，x為(0.01～2)％，y為0.05～0.2；其中z，v分別表示Al₂O₃和SiO₂占(Ba_1-(x/2)-yY_xPb_y)TiO₃的質量百分數，z為0.01～1wt％，v為0.05～1wt％。

x為(0.01～2)％表示1mol的(Ba_1-(x/2)-yY_xPb_y)TiO₃中Y的摩爾數為(0.01～2)％(mol)，y為0.05～0.2表示1mol的(Ba_1-(x/2)-yY_xPb_y)TiO₃中Pb的摩爾數為0.05～0.2mol。