[發(fā)明專利]一種新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810819102.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN108863346A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙景暢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/462
• 分類號(hào): C04B35/462;C04B35/624;C04B41/88;C04B35/622;H01C7/04;H01C17/00;H01C17/28;G01K7/22
• 代理公司: 昆明知道專利事務(wù)所(特殊普通合伙企業(yè)) 53116
• 代理人: 張玉;謝喬良

本發(fā)明公開了一種新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法與應(yīng)用，所述的NTC熱敏陶瓷材料的原料包括XCu₃Ti₄O₁₂，所述的X為Ca、Sr、Ba中的一種或多種。本發(fā)明通過將類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料創(chuàng)造性的應(yīng)用于NTC熱敏陶瓷材料的制備，不僅工藝簡(jiǎn)單，原料易得，而且有效提高了NTC陶瓷元件的B值，達(dá)到6000~9000K。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱敏材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料為基的新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

電阻隨溫度發(fā)生顯著變化的陶瓷材料稱為熱敏陶瓷，其中電阻率在工作溫度范圍內(nèi)隨溫度增加而減小為負(fù)溫度系數(shù)電阻器NTCR（Negative Temperature CoefficientResistor）。隨著電子設(shè)備向著小型化、薄型化、集成化等方向發(fā)展，高靈敏度的NTC熱敏電阻材料一直備受關(guān)注。這類半導(dǎo)體陶瓷具有特殊的電阻-溫度，電流-電壓和電流-時(shí)間特性，可制作為多種傳感器元件，用于溫度檢測(cè)、抑制浪涌電流、溫度補(bǔ)償?shù)龋瑥V泛應(yīng)用于通訊、醫(yī)療、汽車、電子設(shè)備及家用電器等方面，其在溫敏器件領(lǐng)域占有較大的市場(chǎng)份額。其中，利用隨環(huán)境溫度上升，元件的電阻呈指數(shù)下降的電阻-溫度特性，通過將電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)輸出，即可用于高精度的溫度測(cè)量。另外，對(duì)于大功率電器，如開關(guān)電源、電機(jī)、變壓器或者照明電源等在接通瞬時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的浪涌電流，通過串聯(lián)接入室溫下為高電阻的NTC熱敏電阻，使啟動(dòng)電流得到抑制，有效保護(hù)核心元器件。同時(shí)，利用其電流-電壓和電流-時(shí)間特性，自熱將使NTC熱敏電阻器件的溫度升高而電阻下降，電路中電流逐漸增加，達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

目前NTC熱敏電阻材料大多是Mn-Co-Ni-Cu-Fe系過渡金屬氧化物，多采用原料混合后高溫固相燒結(jié)制備得到。通常采用B常數(shù)來表征NTC熱敏電阻其對(duì)溫度的敏感程度，其值被定義為：。目前國內(nèi)外主流NTC熱敏電阻產(chǎn)品的B值為2000~5000K。高B值則能進(jìn)一步提高負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的靈敏度和測(cè)量精度。但是現(xiàn)有的NTC熱敏電阻材料大多存在材料體系較為復(fù)雜，原料成本較高，B常數(shù)較低等缺點(diǎn)和問題。同時(shí)，現(xiàn)有的CCTO陶瓷主要在電介質(zhì)材料方面進(jìn)行研究和應(yīng)用，沒有用于NTC熱敏陶瓷的應(yīng)用報(bào)道。

綜合以上問題，有必要發(fā)明一種以類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料為基的高溫NTC熱敏陶瓷材料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料，第二目的在于提供一種新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料的制備方法，第三目的在于提供一種新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料的應(yīng)用。

本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的NTC熱敏陶瓷材料的原料包括XCu₃Ti₄O₁₂，所述的X為Ca、Sr、Ba中的一種或多種。

本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟：

1）取所述的原料與3~6wt%（重量比）聚乙烯醇均勻混合、造粒后，用粉末壓片機(jī)在100~300MPa壓力下壓成直徑10~14mm、厚度1~1.5mm的圓片，然后以200℃/小時(shí)從室溫升溫1050℃~1100℃，空氣氣氛中保溫?zé)Y(jié)4~10小時(shí)；

2）將燒結(jié)得到的陶瓷上下表面進(jìn)行打磨、拋光、超聲清洗，然后涂覆銀電極漿料，以200~250℃/h升溫至850~900℃，保溫15~30分鐘，形成表面電極，即可。

本發(fā)明的第三目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料在溫度檢測(cè)元器件、抑制浪涌電流元器件、溫度補(bǔ)償元器件制備上的應(yīng)用。

本發(fā)明的第三目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的新型高B值的NTC熱敏陶瓷材料在NTC熱敏電阻制備上的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：