热敏电阻材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种热敏电阻材料及其制备方法和应用，其化学通式为LaxSr1‑xCoyFe1‑yO3，其中，0.5＜x<1，0＜y<1。四种金属元素与O组成La‑Sr‑Co‑Fe‑O体系。La与Sr两种元素的摩尔数之和与Co与Fe两种元素的摩尔数之和的比值为1:1，并且，0.5＜x<1，La元素在热敏电阻材料中所占的比例大于Sr元素在热敏电阻材料中所占的比例。经试验测试，这种热敏电阻材料结晶度好，B值较低、电阻率较小。能够适用于低温、高频、大功率等特定场合的温度衰减补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电阻材料
，尤其是涉及一种热敏电阻材料及其制备方法和应用。
技术介绍
热敏电阻器是一类对温度敏感、在不同的温度下表现出不同的电阻值的敏感元件，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。其中负温度系数热敏电阻器(NTC)是一类电阻值随温度增大而减小的半导体材料，具有测温、控温、温度补偿、抑制浪涌等作用。NTC热敏电阻材料通常为过渡金属氧化物组成的尖晶石型固溶体。一般具有一种或两种金属元素与氧组成晶体结构。然而，传统的NTC热敏电阻材料的热敏常数(B值)一般在2000K～6000K，电阻率一般在2Ω·cm以上。B值较高、电阻率较大，不适用于低温、高频、大功率等特定场合的温度衰减补偿。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种B值较低、电阻率较小的热敏电阻材料及其制备方法和应用。一种热敏电阻材料，其特征在于，所述热敏电阻材料的化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，其中，0.5＜x<1，0＜y<1。在一个实施方式中，0.6≤x≤0.9，0.4≤y≤0.8。在一个实施方式中，由所述热敏电阻材料制备的电阻器的热敏常数为100K～2000K，由所述热敏电阻材料制备的电阻器的电阻率为0.005Ω·cm～2Ω·cm。上述热敏电阻材料的制备方法，包括以下步骤：将含La化合物、含Sr化合物、含Co化合物以及含Fe化合物按热敏电阻材料的化学通式中的化学计量混合形成混合配料，其中，所述热敏电阻材料的化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，0.5＜x<1，0＜y<1；向所述混合配料中加入球磨介质以及研磨球后进行球磨，得到第一粉料；对所述第一粉料进行预烧，得到预烧料；向所述预烧料中加入球磨介质以及研磨球后进行再次球磨，得到第二粉料；以及对所述第二粉料进行烧结，得到所述热敏电阻材料。在一个实施方式中，所述含La化合物为La2O3，所述含Sr化合物为Sr2CO3，所述含Co化合物为Co3O4，所述含Fe化合物为Fe2O3。在一个实施方式中，向所述混合配料中加入球磨介质以及研磨球后进行球磨的操作中，所述球磨介质与所述混合配料的质量比为0.8～1.5:1，所述研磨球与所述混合配料的质量比为2～8:1，球磨的转速为200r/min～300r/min的，球磨时间为2h～12h。在一个实施方式中，向所述预烧料中加入球磨介质以及研磨球后进行再次球磨的操作中，所述球磨介质与所述预烧料的质量比为0.8～1.5:1，所述研磨球与所述预烧料的质量比为2～8:1，球磨的转速为200r/min～400r/min的，球磨时间为10h～24h。在一个实施方式中，对所述第一粉料进行预烧的操作具体为：将所述第一粉料置于烧结设备中，以1℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至900℃～1100℃，在900℃～1100℃下保温时间为2h～12h；对所述第二粉料进行烧结的操作具体为：将所述第二粉料置于烧结设备中，以0.5℃/min～5℃/min的升温速率从室温升温至1200℃～1300℃，在1200℃～1300℃下保温时间为2h～24h。在一个实施方式中，所述球磨介质为无水乙醇或去离子水，所述研磨球为氧化锆球。上述热敏电阻材料在电阻器及传感器中的应用。上述热敏电阻材料，化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，其中，0.5＜x<1，0＜y<1。该热敏电阻材料包括四种金属元素La(镧)、Sr(锶)、Co(钴)和Fe(铁)，四种金属元素与O(氧)组成La-Sr-Co-Fe-O体系。La与Sr两种元素的摩尔数之和与Co与Fe两种元素的摩尔数之和的比值为1:1，并且，0.5＜x<1，La元素在热敏电阻材料中所占的比例大于Sr元素在热敏电阻材料中所占的比例。经试验测试，这种La-Sr-Co-Fe-O体系的热敏电阻材料结晶度好，B值在100K～2000K，电阻率范围为0.005Ω·cm～2Ω·cm，B值较低、电阻率较小。能够适用于低温、高频、大功率等特定场合的温度衰减补偿。附图说明图1为一实施方式的热敏电阻材料的制备方法的流程图；图2为实施例1制备得到的热敏电阻材料的XRD谱图；图3为实施例1制备得到的热敏电阻材料的电阻-温度特征曲线；图4为实施例2制备得到的热敏电阻材料的XRD谱图；图5为实施例2制备得到的热敏电阻材料的电阻-温度特征曲线；图6为实施例3制备得到的热敏电阻材料的XRD谱图；图7为实施例3制备得到的热敏电阻材料的电阻-温度特征曲线。具体实施方式下面主要结合附图以及具体实施例对热敏电阻材料及其制备方法和应用作进一步详细的说明。一实施方式的热敏电阻材料，其化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，其中，0.5＜x<1，0＜y<1。本实施方式的热敏电阻材料包括四种金属元素La(镧)、Sr(锶)、Co(钴)和Fe(铁)，四种金属元素与O(氧)组成La-Sr-Co-Fe-O体系。La与Sr两种元素的摩尔数之和与Co与Fe两种元素的摩尔数之和的比值为1:1。并且，0.5＜x<1，La元素在热敏电阻材料中所占的比例大于Sr元素在热敏电阻材料中所占的比例。其中，x和y可以表示为各个元素的摩尔比。进一步的，0.6≤x≤0.9，0.4≤y≤0.8。具体的，由上述热敏电阻材料制备的电阻器的热敏常数为100K～2000K，由上述热敏电阻材料制备的电阻器的电阻率为0.005Ω·cm～2Ω·cm。更进一步的，在-60℃～120℃温度范围内，上述热敏电阻材料制备的电阻器的热敏常数为100K～1000K，由上述热敏电阻材料制备的电阻器的电阻率为0.005Ω·cm～0.07Ω·cm。上述热敏电阻材料的四种金属元素(La、Sr、Co和Fe)分别选自镧系元素、碱土金属、过渡金属元素以及过渡金属元素。La与Sr两种元素的摩尔数之和与Co与Fe两种元素的摩尔数之和的比值为1:1。经试验测试，这种组合的热敏电阻材料的晶体结构较紧密、衍射峰尖锐、结晶度好。这种热敏电阻材料的电阻值随温度增大而减小，具有负温度系数热敏电阻器(NTC)的特性。其B值在100K～2000K，电阻率范围为0.005Ω·cm～2Ω·cm，B值较低、电阻率较小。能够适用于低温、高频、大功率等特定场合的温度衰减补偿，可应用于在半宽温区测温等领域。如图1所示，一实施方式的热敏电阻材料的制备方法，包括以下步骤S110～S150。S110、将含La化合物、含Sr化合物、含Co化合物以及含Fe化合物按热敏电阻材料的化学通式中的化学计量混合形成混合配料。其中，热敏电阻材料的化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，0＜x<1，0＜y<1。更进一步的，0.6≤x≤0.9，0.4≤y≤0.8。将含La化合物、含Sr化合物、含Co化合物以及含Fe化合物按照化学通式中的化学计量混合均匀。具体的，含La化合物为La2O3(三氧化二镧)，含Sr化合物为Sr2CO3(碳酸锶)，含Co化合物为Co3O4(四氧化三钴)，含Fe化合物为Fe2O3(三氧化二铁)。其中，Sr2CO3(碳酸锶)经过预烧工序后可分解成的SrO(氧化锶)和CO2(二氧化碳)。这几种化合物的分别含有La(镧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热敏电阻材料，其特征在于，所述热敏电阻材料的化学通式为LaxSr1‑xCoyFe1‑yO3，其中，0.5＜x<1，0＜y<1。

【技术特征摘要】
1.一种热敏电阻材料，其特征在于，所述热敏电阻材料的化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，其中，0.5＜x<1，0＜y<1。2.根据权利要求1所述的热敏电阻材料，其特征在于，0.6≤x≤0.9，0.4≤y≤0.8。3.根据权利要求1所述的热敏电阻材料，其特征在于，由所述热敏电阻材料制备的电阻器的热敏常数为100K～2000K，由所述热敏电阻材料制备的电阻器的电阻率为0.005Ω·cm～2Ω·cm。4.如权利要求1～3任一项的热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含La化合物、含Sr化合物、含Co化合物以及含Fe化合物按热敏电阻材料的化学通式中的化学计量混合形成混合配料，其中，所述热敏电阻材料的化学通式为LaxSr1-xCoyFe1-yO3，0.5＜x<1，0＜y<1；向所述混合配料中加入球磨介质以及研磨球后进行球磨，得到第一粉料；对所述第一粉料进行预烧，得到预烧料；向所述预烧料中加入球磨介质以及研磨球后进行再次球磨，得到第二粉料；以及对所述第二粉料进行烧结，得到所述热敏电阻材料。5.根据权利要求4所述的热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述含La化合物为La2O3，所述含Sr化合物为Sr2CO3，所述含Co化合物为Co3O4，所述含Fe化合物为Fe2O3。6.根据权利要求4所述的热敏电阻材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沓世我，李振昕，朱佩，付振晓，杨曌，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，风华研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44