[發(fā)明專利]NTC熱敏陶瓷電阻材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810476546.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108640671A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙娟;趙秋鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙娟
• 主分類號(hào): C04B35/443
• 分類號(hào): C04B35/443;C04B35/626
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了NTC熱敏陶瓷電阻材料的制備方法，該工藝通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)NTC熱敏陶瓷電阻材料進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)對(duì)高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性的MgAl₂O₄材料中添加Cr₂O₃，使得制備出的NTC熱敏陶瓷電阻材料在500?1000℃溫度區(qū)間電阻率隨著溫度升高而減小，表現(xiàn)出了良好的負(fù)溫度系數(shù)特性。根據(jù)本發(fā)明制備方法獲得的電阻材料在家用電器、光通信模塊、車(chē)載產(chǎn)品等方面有廣泛的應(yīng)用前景，例如空調(diào)冰箱、通信模塊、車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電阻材料這一技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到NTC熱敏陶瓷電阻材料的制備方法。

背景技術(shù)

NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫(xiě)，意思是負(fù)的溫度系數(shù)，泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳、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的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10-1000000歐姆，溫度系數(shù)-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可NTC熱敏電阻器廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償?shù)确矫妗TC熱敏電阻材料利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化．現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料。然而，傳統(tǒng)的NTC熱面電阻材料在300℃以上使用由于自身加熱存在老化嚴(yán)重的現(xiàn)象，而且因其非線性的電性能特征和潮濕故障等問(wèn)題也使得傳統(tǒng)的NTC熱敏陶瓷電阻材料在各種高端精密儀器的發(fā)展中失去了競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題和需求，本發(fā)明的目的是提供一種NTC熱敏陶瓷電阻材料的制備方法。本發(fā)明在優(yōu)化生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)NTC熱敏陶瓷電阻材料進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)對(duì)高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性的MgAl₂O₄材料中添加Cr₂O₃，使得制備出的NTC熱敏陶瓷電阻材料在500-1000℃溫度區(qū)間電阻率隨著溫度升高而減小，表現(xiàn)出了良好的負(fù)溫度系數(shù)特性。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了NTC熱敏陶瓷電阻材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將MnO 5-8份、Cr₂O₃ 3-6份 、MgAl₂O₄ 5-9份、B₂O₃ 3-8份、Fe₂O₃ 7-12份、ZnO₃ 5-6份、Al₂O₃ 2-5份、SiO₂ 10-13份、尖晶石25-35份，置于球磨罐中，然后加入分散介質(zhì)，進(jìn)行球磨，烘干得到粉末混合物；

（2）將步驟（1）的粉末混合物中加入蒙脫石7-15份、碳酸氫鈉3-6份、偶聯(lián)劑1-4份中進(jìn)行熔融，在惰性氣體保護(hù)的氣氛中做高溫?zé)Y(jié)，然后自然冷卻至室溫；

（3）將步驟（2）的反應(yīng)物加入到超聲震蕩器中打碎，過(guò)篩分選得到小顆粒產(chǎn)物；

（4）將步驟（3）的產(chǎn)物進(jìn)行壓制成型，脫模干燥，即得成品。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中的分散介質(zhì)為無(wú)水乙醇、異丁醇、石蠟油和焦磷酸鈉的混合物，其摩爾質(zhì)量比為無(wú)水乙醇：異丁醇：石蠟油：焦磷酸鈉為7：5：5：1。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中的球磨轉(zhuǎn)速為100-500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為3-6h。