[發(fā)明專利]一種具有遠(yuǎn)紅外性能的無鉛PTC熱敏電阻陶瓷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011142932.1
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112279638B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張路路;李明陽;王玉寶;宋濤;魏華陽;王浩然;張永翠;徐先豹
• 申請（專利權(quán)）人: 山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院有限公司
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B41/88;H01C7/02;C04B35/64;A61N5/06
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 洪秀鳳

本發(fā)明公開了一種具有遠(yuǎn)紅外性能的無鉛PTC熱敏電阻陶瓷及其制備方法，包括以下步驟：(1)配制陶瓷漿料，所述陶瓷漿料包括BaTiO₃、SiO₂、Al₂O₃、第一摻雜成分和第二摻雜成分；(2)將所述陶瓷料漿進(jìn)行成型、燒結(jié)，制得PTC熱敏電阻陶瓷；其中，所述第一摻雜成分由Nb₂O₅、Y₂O₃、Sb₂O₃、Ce₂O₃、La₂O₃組成，所述第二摻雜成分由SiC、ZrO₂組成。本發(fā)明制備的PTC陶瓷具有遠(yuǎn)紅外性能，紅外輻射率為0.6～0.95，波長為4?14μm，對人體無損害，而且居里溫度大于120℃，最高可達(dá)262℃，此外，還可以精確控制原料的配制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷材料領(lǐng)域，具體而言涉及一種具有遠(yuǎn)紅外性能的無鉛PTC熱敏電阻陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

生產(chǎn)生活中經(jīng)常需要高溫下某一溫度保溫加熱，PTC熱敏電阻陶瓷由于具有PTC效應(yīng)可以實現(xiàn)自動控溫，而且通過選用不同的材料和制備方法可以獲得不同居里溫度即不同保溫溫度的PTC陶瓷，使用高居里溫度的PTC陶瓷材料作為加熱裝置，即可在高溫下進(jìn)行自動控溫加熱。因此，PTC陶瓷已成為高溫加熱的優(yōu)選材料，但是依然存在以下問題：

一方面，高溫加熱會帶來紅外線污染，對人體造成一定影響，已有研究表明，波長范圍介于4～14μm之間的紅外線對人體有益，在此范圍之外的紅外線會對人體造成損害；

另一方面，BaTiO₃基PTC熱敏電阻陶瓷普遍通過添加Pb₃O₄提高居里溫度，但是電阻陶瓷材料制造和使用中鉛揮發(fā)會對環(huán)境造成污染和對人體產(chǎn)生傷害?，F(xiàn)有無鉛化提高PTC熱敏電阻陶瓷的居里溫度的解決方法普遍采用Bi³⁺取得Ba²⁺，但是Bi³⁺取代Ba²⁺的取代量具有嚴(yán)格的要求，但Bi₂O₃的熔點較低，在制備過程中容易揮發(fā)，使得制得的樣品中取代量不準(zhǔn)確，此外，單獨的Bi摻雜對室溫電阻率有影響，而且對居里溫度的提升有限，制備時需要先制備比例精確的BaTiO₃的Bi取代物，再進(jìn)行其他元素的摻雜，制備工藝復(fù)雜，所需原料成本較高。

因此，制備一種對人體無害的高居里溫度的PTC熱敏陶瓷是目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種具有遠(yuǎn)紅外性能的無鉛PTC熱敏電阻陶瓷及其制備方法，本發(fā)明的PTC熱敏電阻陶瓷居里溫度＞120℃，最高可達(dá)262℃，且具有遠(yuǎn)紅外性能。

本申請?zhí)峁┑囊环N具有遠(yuǎn)紅外性能的無鉛PTC熱敏電阻陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制陶瓷漿料，所述陶瓷漿料包括BaTiO₃、SiO₂、Al₂O₃、第一摻雜成分和第二摻雜成分；

(2)將所述陶瓷料漿進(jìn)行成型、燒結(jié)，制得PTC熱敏電阻陶瓷；

其中，所述第一摻雜成分由Nb₂O₅、Y₂O₃、Sb₂O₃、Ce₂O₃、La₂O₃組成，所述第二摻雜成分由SiC、ZrO₂組成。