[發明專利]一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110529356.4
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113200735B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 王忠兵;符豪;張文軍;陳春年
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B35/622;C04B41/88;H01C7/04;H01C17/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料及其制備方法，該熱敏電阻材料以金屬氧化物四氧化三鈷、三氧化二鎳、氧化鋁為原料，金屬氧化物包括如下摩爾百分比的成分：Co₃O₄50%?60%、Ni₂O₃25%?40%、Al₂O₃3%?20%，經混合研磨、煅燒、冷等靜壓成型、高溫燒結、涂燒電極，即可得到高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料，材料常數B=1900K?3000K，溫度25^oC電阻率為2.0×10⁴Ω·cm?6.0×10⁴Ω·cm。本發明制備的高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料性能穩定，一致性好，在較寬溫度范圍均具有明顯的負溫度系數特性，適合制造較寬溫度范圍的熱敏電阻器。

技術領域

本發明涉及熱敏材料領域，具體是一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料及其制備方法。

背景技術

溫度傳感器已廣泛應用于家用電器、工業機械、醫療設備、航空航天、汽車等眾多領域，尤其在汽車工業，需要溫度傳感器監測汽車尾氣溫度，進而提高燃燒效率、優化氣體排放。目前，NTC熱敏電阻器具有靈敏度高、響應快、體積小等特點，被認為是替代鉑電阻的潛在高溫溫度傳感器。

傳統的Mn-Co-Ni-O系尖晶石型熱敏電阻材料，采用現有的配方和技術只能做到低電阻率低B值或高電阻率高B值的片式熱敏電阻器，很難實現高電阻率低B值或低電阻率高B值的配方組合。根據現有的配方和技術將材料常數B做到2500K-3000K的同時，電阻率只能做到10Ω·cm-100Ω·cm。然而，一些已有的熱敏電阻材料將材料常數B做到3400K-3500K，電阻率做到2.5×10⁴Ω·cm-3.0×10⁴Ω·cm或是將材料常數B做到3800K-3900K，電阻率做到4.5×10⁴Ω·cm-6.0×10⁴Ω·cm，即宣稱做出了高電阻率低B值型熱敏電阻器；但這并不屬于高電阻率低B值型熱敏電阻器的范疇，仍屬于高電阻率高B值型熱敏電阻器。還有一些發明采用厚膜工藝制備的片式高電阻率低B值熱敏電阻器僅是通過調整片狀電阻器的厚度和形狀來改變電阻率和B值的大小，本質上仍屬于低電阻率低B值型熱敏電阻器，并沒有做到真正意義上的高電阻率低B值型熱敏電阻器。目前，NTC片狀熱敏電阻器主要沿著高電阻率低B值和高B值低電阻率方向發展，其主要決定因素就是材料，當前高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料在其熱敏電阻領域如何穩定制備還需要深入研究。因此實現降低材料B值的同時且保持電阻率保持不變成為制造高電阻率低B值型熱敏電阻材料的難點。

發明內容

本發明的目的是提供一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料及其制備方法，以解決現有技術下高電阻率低B值型熱敏電阻器數量較少的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料，其特征在于，所述熱敏電阻材料為包含鈷、鎳、鋁的復合氧化物，其化學式為：Co_3-x-yNi_xAl_yO₄ (0.8≤x≤1.3, 0.01≤ y≤0.7, 1.5≤3-x-y≤1.8)。

所述的一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料，其特征在于，以四氧化三鈷、三氧化二鎳、氧化鋁為原料制備而成，各原料的摩爾百分比如下：

四氧化三鈷 50%-60%，

三氧化二鎳 25%-40%，

氧化鋁 _3%-20%。

所述的一種高電阻率低B值型負溫度系數熱敏電阻材料，其特征在于，各原料的摩爾百分比優選為：

四氧化三鈷 50%-59%，