[發明專利]一種PTC半導體陶瓷組合物及其制造方法

無效

• 申請號: 88103610.2
• 申請日: 1988-06-13
• 公開（公告）號: CN1010816B
• 公開（公告）日: 1990-12-12
• 發明（設計）人: 蔣國屏;謝成志
• 申請（專利權）人: 江蘇省宜興陶瓷公司研究所
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;C04B35/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種PTC半導體陶瓷組合物及其制造方法。特別涉及一種用于制造電冰箱壓縮機起動用熱敏電阻器的PTC半導體陶瓷組合物及其制造方法。

眾所周知，鈦酸鋇半導體陶瓷具有正溫度系數特性（POSitive????Temperature????COefficient）簡稱（PTC），而被廣泛用作各種正溫度系數傳感器，其中一種常見的用途是被用作馬達（如冰箱壓縮機）起動器。馬達對起動器的技術要求是：起動電流要大，起動時間適當，恢復時間短，起動次數多，功耗低。因此作為馬達起動用的PTC材料和由此制成的起動器，要有較好的綜合電性能;即低的室溫電阻，高的電阻溫度系數，高的抗電強度，短的恢復時間和低的功耗。

PTC半導體陶瓷組合物，其性能對組成成分、含量和工藝具有相當高的敏感性。美國專利US4191665公開了一種用于制造馬達起動器的PTC半導體陶瓷組合物，其組成包括在主成分BaTiO₃中以5-20mol%的Ca置換Ba，及添加0.3-0.9mol%的施主HO和0.1～0.18mol%的受主Mn，＜3mol%的液相添加劑TiO₂和SiO₂以求達到細化PTC半導體陶瓷晶粒，提高耐高壓性能，降低室溫電阻。但添加的施主元素HO價格昂貴，使得PTC半導體陶瓷材料成本增加，而且HO和Mn的相互補償作用，使得材料電壓效應增加，難以保證制成元件較低的功耗，Ca的置換易導致電阻溫度特性下降，陡度趨于平緩，抗電強度下降，影響使用壽命，因此上述配方組成不盡完善，仍有值得改進的地方。

本發明為克服上述缺陷，對制備PTC半導體陶瓷的組成配方及工藝進行改進，以提供一種更適于制造馬達起動用熱敏電阻器的PTC半導體陶瓷組合物及其制備方法。

本發明的要點在于，在PTC半導體陶瓷組合物中，選用協同效應較好的稀土元素釔（Y）和高價金屬離子銻（Sb）作為施主摻雜物，其摻入量分別為0.14-0.32mol%和0.8-0.26mol%，以提高PTC半導體陶瓷綜合電性能。眾所周知，Pb在PTC材料中可作為居里點高溫移相劑，故在本發明中Pb也可引入，加入量為0-0.05mol。在制備方法上，主成分采用了化學液相共沉淀法制備的超細原料〔Ba（TiO）（C₂O₄）₂·4H₂O〕與固相合成料〔BaCO₃+PbO+TiO₂〕（Pb引入量為0～0.05）復配合成，兩者混合比為0.70-0.95:0.05-0.30mol。

以下就本發明內容分述如下：

本發明可由如下組分組成：

A：主成分Ba_1-xPbxTiO₃（x＝0-0.05）

B：施主釔十銻????0.14-0.32mol%+0.08-0.26mol%

C：受主錳????0.12-0.4mol%

D：液相添加劑Si、Al、Ti、Li????3.0-8.5mol%的一種或數種

本發明PTC半導體陶瓷組合物中，施主摻雜物由于選用協同效應較好的稀土元素釔（Y）和高價金屬元素銻（Sb），如在主配方中同時加入Y₂O₃和Sb₂O₃的混合物，可以獲得較好的綜合電性能（見表1）。在摻入量上，采取提高其摻量的做法，以提高制成元件的耐壓性能，釔和銻的總摻入量為0.2-0.4mol%，其優選摻入量為0.3-0.4mol%。受主錳可采用Mn（No₃）₂，并適當提高其添加量，以降低組合物材料的電壓效應，獲得較低的功耗，受主與施主添加量的摩爾比為0.6～1：1。