[發(fā)明專利]一種原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料和制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910281058.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN109942285B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程新;關(guān)芳;黃世峰;黨則偉;蘆令超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): B32B18/00
• 分類號(hào): B32B18/00;C04B35/10;C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明屬于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料和制備方法及應(yīng)用。該熱敏陶瓷材料的結(jié)構(gòu)依次為基礎(chǔ)層、過渡層、敏感層，其中：所述基礎(chǔ)層的組分為鈣鈦礦相或摻雜的鈣鈦礦相，所述敏感層的組分為尖晶石相或摻雜的尖晶石相，所述過渡層的組分為：鈣鈦礦相或摻雜的鈣鈦礦相與尖晶石相或摻雜的尖晶石相等體積混合形成的混合物。將冷噴涂技術(shù)引入到層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合熱敏陶瓷制備中，制備了原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料，克服了傳統(tǒng)方法存在的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)敏感層厚度和材料微觀結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控，對(duì)制備抑制浪涌電流用低阻值、高B值、高穩(wěn)定性的NTC熱敏陶瓷材料有著重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料和制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

本發(fā)明背景技術(shù)公開的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻是指電阻值隨溫度上升而下降的電阻。NTC熱敏電阻由于具有靈敏度高、測溫精度高、互換性好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于測溫、控溫、溫度補(bǔ)償以及抑制浪涌電流等方面，是具有極大發(fā)展?jié)摿Φ碾娮釉骷ｋS著科技和需求的發(fā)展，NTC溫度傳感器的市場需求日益劇增。NTC熱敏陶瓷材料主要參數(shù)包括：(1)ρ_25℃，指在25℃下的電阻率；(2)材料常數(shù)B，描述熱敏電阻物理特性的一個(gè)參數(shù)，B值越大，靈敏度越高；且NTC熱敏材料的電阻率ρ與溫度T的關(guān)系符合Arrehenius方程：ρ＝ρ₀exp(B/T)。不同的應(yīng)用領(lǐng)域需要NTC熱敏材料具有不同的參數(shù)組合，如抑制浪涌電流用NTC熱敏電阻應(yīng)具有低阻值、高B值，而傳統(tǒng)的NTC材料一般是由Mn、Ni、Co、Fe、Cu等元素構(gòu)成的尖晶石型氧化物組成，這類材料的B值通常隨著電阻率的升高而升高，反之亦然。因此，很難通過單一的尖晶石結(jié)構(gòu)材料獲得低阻值、高B值的NTC熱敏材料，滿足抑制浪涌電流用NTC熱敏電阻的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的問題，本發(fā)明認(rèn)為將冷噴涂技術(shù)引入到層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合熱敏陶瓷制備中，可克服上述傳統(tǒng)方法存在的缺點(diǎn)，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)敏感層厚度和微觀結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控，對(duì)制備抑制浪涌電流用低阻值、高B值的高性能NTC熱敏陶瓷材料有著重要的意義。為此，本發(fā)明旨在提供一種基于冷噴涂技術(shù)的原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料和制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明能有效地降低材料阻值而使B值保持在很小的變化范圍內(nèi)，并顯著提高材料的穩(wěn)定性。

本發(fā)明第一目的，是提供一種原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料。

本發(fā)明第二目的，是提供基于冷噴涂技術(shù)原位生成所述層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料的方法。

本發(fā)明第三目的，提供所述原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料及其制備方法的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開了下述技術(shù)方案：

首先，本發(fā)明公開一種原位生成層狀復(fù)合負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷材料，且該熱敏陶瓷材料的結(jié)構(gòu)依次為基礎(chǔ)層、過渡層、敏感層，其中：

所述基礎(chǔ)層的組分為鈣鈦礦相或摻雜的鈣鈦礦相，其氧化物的分子式是LaCr_1-yA_yO₃，所述A是Fe、Mn、Ca、Sr元素中的任意兩種的組合，且0≤y≤1，需要說明的是，分子式中所述“-”表示減號(hào)；

所述敏感層的組分為尖晶石相或摻雜的尖晶石相，其氧化物的分子式為C_xB_3-xO₄，所述B是Mn、Al、Fe元素中的一種或兩種的組合，所述C是Mg、Ni、Co元素中的一種或兩種的組合，0.4≤x≤1.5，需要說明的是，分子式中所述“-”表示減號(hào)；