[發(fā)明專(zhuān)利]汽車(chē)?yán)淦饎?dòng)用正溫度系數(shù)材料及元件的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 89104024.2
• 申請(qǐng)日: 1989-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1048080A
• 公開(kāi)（公告）日: 1990-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃仲臧;盧紅明;顧文榮;鄧小華;張紹彬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F02N17/04
• 分類(lèi)號(hào): F02N17/04;C01F11/00;C01G23/00
• 代理公司: 中國(guó)科學(xué)院上海專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 潘振甦,聶淑儀

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)功能材料及其元件的制備方法。

正溫度系數(shù)（PTC）材料是一類(lèi)以BaTiO₃為基的半導(dǎo)體陶瓷，它是通過(guò)在BaTiO₃及其以BaTiO₃為基的固溶體內(nèi)摻入一定量施主雜質(zhì)，在氧化氣氛中燒結(jié)而成的材料。室溫下，它顯現(xiàn)出n型半導(dǎo)體特征。隨著溫度的升高，在某一特定的溫度（材料的居里溫度或相變轉(zhuǎn)變溫度）以上，電阻率急劇增加，其幅度可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這就是所謂的PTC效應(yīng)。利用這種材料的電阻率隨溫度變化特性，可以制成溫度傳感器，延遲器件和自控發(fā)熱元件，在電子儀表、汽車(chē)工業(yè)、化學(xué)化工、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)自動(dòng)化以及家用電器方面均可有廣泛的應(yīng)用。

汽車(chē)?yán)淦饎?dòng)用的PTC材料是基于汽車(chē)在寒冷的氣候下，存在著起動(dòng)困難，以及冷態(tài)時(shí)汽油未經(jīng)預(yù)熱進(jìn)入汽化室還會(huì)產(chǎn)生汽油燃燒不完全，造成燃料浪費(fèi)、排污嚴(yán)重以及機(jī)器另件磨損增加等問(wèn)題。為解決這一系列問(wèn)題，國(guó)外開(kāi)發(fā)了多種冷起器，其中用PTC材料作為加熱元件的歧管加熱器已被汽車(chē)行業(yè)看作是最有前途的冷起動(dòng)器件。國(guó)內(nèi)引進(jìn)的上海桑塔納轎車(chē)、北京吉普213均裝備有這一器件。遺憾的是無(wú)論國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)表的PTC材料在汽車(chē)上應(yīng)用，或者引進(jìn)生產(chǎn)線的資料中，僅僅較多地?cái)⑹隼淦饎?dòng)加熱器的結(jié)構(gòu)，各組成部分間的特點(diǎn)而對(duì)其材料的化學(xué)組成和制備工藝只字不提（例如，U.S.P??4419564）。而PTC材料的有關(guān)資料，例如R.N.Basu等人“Grain，Bondary????Resistance????in????Semicondncting????Barium????titanate”（IEEE????Vol????No????p.685，1986）和K.Kuwabara等人“preparation????of????high-curie-point????Barium-Lead-Titanate????and????their????PTCR????Characteristics”（Amer，Ceram，Soc，Bull，64（10）1194-98，1985）均較多地討論材料科學(xué)所涉及的規(guī)律性內(nèi)容，而對(duì)汽車(chē)?yán)淦饎?dòng)的專(zhuān)用材料和元件的制造方法報(bào)導(dǎo)甚少。

本發(fā)明的目的在于提供汽車(chē)?yán)淦饎?dòng)用PTC材料和元件的制造方法，以期替代上海引進(jìn)的桑塔納轎車(chē)和北京213吉普生產(chǎn)線用的冷起器發(fā)熱元件并改善現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的冷起動(dòng)性能。

具體地說(shuō)，本發(fā)明的目的是通過(guò)下述幾方面實(shí)現(xiàn)的：

（1）提出了一整套制備工藝，依此可制造出居里溫度為180℃，室溫電阻率為20～70Ω·cm，且在居里溫度附近突變達(dá)10³～10⁴PTC材料;

（2）用本發(fā)明提供的PTC材料制成的PTC元件;外形尺寸Φ21X1mm，二主面施以歐姆接觸電極后，其室溫電阻（25℃）為0.8-2.0Ω，能滿足汽車(chē)?yán)淦鹌鞯囊?

本發(fā)明是通過(guò)圖1所示的工藝流程制備PTC材料以及PTC元件的，圖中1到5分別為合成添加有一定量施主雜質(zhì)的BaTiO₃基料工藝過(guò)程，分別為配料（稱(chēng)量）、球磨混合、烘干過(guò)篩、壓塊以及一定溫度下合成。

圖中1′到5′為合成加有一定量施主雜質(zhì)的PbTiO₃基料工藝過(guò)程，分別為配料（稱(chēng)量）、球磨混合、烘干過(guò)篩、壓塊以及一定溫度下合成。

6為稱(chēng)量配比PTC粉料工藝，將含有一定量施主雜質(zhì)的PbTiO₃和含有一定量施主雜質(zhì)的BaTiO₃粉料按14∶0.86克分子比混合，并添加Al₂O₃、SiO₂、BaCO₃、TiO₂中至少二種雜質(zhì)以及MnCl₂·4H₂O。

7為球磨混合粉碎;8為烘干并加入粘結(jié)劑;9為預(yù)壓后再粉碎;10為一定壓力下成型;11排除粘結(jié)劑;12一定溫度下燒成;13加工成所需外形尺寸;14化學(xué)鍍鎳;15燒滲低溫銀漿;16測(cè)試性能。

具體敘述如下：

（1）主原料 BaCO₃化學(xué)純（含量≥99%）

Pb₃O₄工業(yè)純（PbO含量≥97.0%）

TiO₂工業(yè)純（搪瓷級(jí)、含量≥99%）

（2）施主雜質(zhì)：Nb₂O₅化學(xué)純（含量≥99%）