一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法技术

一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：Al2O3 25‑43%，WO3 4‑12%，MnO2 13‑22%，Ni2O3 16‑30%，Fe2O3 5‑15%，BiLiTiSiO6 0.5‑5%，(Li1/2La1/2)TiO3 0.3‑5%，LaNiO3 0.2‑3%。本发明专利技术还提供上述高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料的一种制备方法。本发明专利技术的NTC热敏电阻器介质材料可在宽温区（如25‑1130℃）使用，在不同温区有不同的材料常数B值，并且在高温区具有高材料常数B值。本发明专利技术的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料用于制作NTC热敏传感器，制得的NTC热敏电阻可在宽温区（如25‑1130℃）使用，且在高温下使用时灵敏度高。

A high performance multi zone NTC thermistor material and preparation method thereof

A high performance multi zone NTC thermistor material, which is characterized in that the prepared Al2O3 25 43%, WO3 4 12%, MnO2 13 22%, Ni2O3 16 30%, Fe2O3 5 15%, BiLiTiSiO6 0.5 5%, (Li1/2La1/2) TiO3 0.3 5%, LaNiO3 0.2 3%. The invention also provides a preparation method of the high performance multi zone NTC thermistor materials. NTC thermistor material of the invention can be used in a wide temperature region (such as the 25 1130 C), a material constant B different values in different temperature zones, and has high material value of the constant B in high temperature region. High performance multi zone NTC thermistor materials of the invention for the production of NTC thermal sensor, NTC thermistor can be prepared in a wide temperature region (such as the 25 1130 C), and high sensitivity when used at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法
本专利技术涉及信息功能材料
，具体涉及一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法。
技术介绍
NTC(negativetemperaturecoefficient,负温度系数）热敏电阻是指随温度升高而其阻值降低的电阻，由于其对温度敏感、响应快、测量精度高，广泛应用于温度测量、温度控制、温度补偿、抑制浪涌电流等方面。NTC热敏电阻陶瓷材料是研究广泛的热敏电阻器介质材料，它通常使用过渡金属元素镍、铜、铝、锰、铬等氧化物组成。NTC热敏电阻的电阻率与温度的关系符合Arrhenius指数关系：ρ=ρ0exp(Ea/kT),ρ和ρ0分别为温度在T(绝对温度）和无穷大时的电阻率，k是玻尔兹曼常数，Ea是活化能。热敏电阻器介质材料通常采用室温（25℃）下的电阻率和材料常数B表征，材料常数B与活化能的关系为：B=Ea/k，材料常数B与材料活化能成正比。NTC热敏电阻的温度-电阻特性可表示为：R=R0exp(B(1/T-1/T0)），R、R0分别为T、T0（绝对温度）时的电阻。电阻温度系数为：αT=1/R（dR/dT)=-B/T2。材料常数B表征了NTC热敏电阻对温度的敏感性，B值越大，则NTC热敏电阻的电阻对于温度的变化率越大，材料对温度敏感性越好。对NTC热敏电阻器介质材料的研究，目前多数集中于常温热敏电阻器介质材料的研究，而高温（300℃以上）和较宽温区（25-1000℃或1000℃以上）热敏电阻器介质材料的研究相对较少。目前常用的NTC热敏电阻器介质材料的B值为2000-6000K，而为了提高高温时NTC热敏电阻的灵敏度，B值应在6000K以上。因此，为了适应宽温区（如25-1130℃）的测温，有必要开发在不同温区有不同材料常数B值、并且在高温区具有高材料常数B值的NTC热敏电阻器介质材料，以满足宽温区和高温环境下的测温和控制的应用要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法，这种NTC热敏电阻器介质材料可在宽温区（如25-1130℃）使用，在不同温区有不同的材料常数B值，并且在高温区具有高材料常数B值。采用的技术方案如下：一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：Al2O325-43%，WO34-12%，MnO213-22%，Ni2O316-30%，Fe2O35-15%，BiLiTiSiO60.5-5%，(Li1/2La1/2)TiO30.3-5%，LaNiO30.2-3%。在一种优选方案中，上述高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料由下述重量配比的原料制成：Al2O330-40%，WO36-10%，MnO215-22%，Ni2O320-30%，Fe2O38-14%，BiLiTiSiO60.5-4%，(Li1/2La1/2)TiO30.3-4%，LaNiO30.2-2%。在另一种优选方案中，上述高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料由下述重量配比的原料制成：Al2O327-40%，WO38-10%，MnO217-20%，Ni2O322-30%，Fe2O310-14%，BiLiTiSiO60.5-3%，(Li1/2La1/2)TiO30.3-3%，LaNiO30.2-2%。优选上述BiLiTiSiO6、(Li1/2La1/2)TiO3、LaNiO3分别采用常规的化学原料以固相法合成。上述BiLiTiSiO6可采用如下工艺制备：按1/2：1/2：1：1的摩尔比配备Bi2O3、Li2CO3、TiO2和SiO2，然后对Bi2O3、Li2CO3、TiO2和SiO2进行研磨并混合均匀；再将Bi2O3、Li2CO3、TiO2和SiO2的混合物料放入氧化铝坩埚内，于810℃下保温240分钟，得到BiLiTiSiO6。得到的BiLiTiSiO6冷却后，经研磨并过200目筛，备用。上述(Li1/2La1/2)TiO3可采用如下工艺制备：按1/4：1/4：1的摩尔比配备Li2CO3、La2O3和TiO2，然后对Li2CO3、La2O3和TiO2进行研磨并混合均匀；再将Li2CO3、La2O3和TiO2的混合物料放入氧化铝坩埚内，于1030℃下保温120分钟，得到(Li1/2La1/2)TiO3。得到的(Li1/2La1/2)TiO3冷却后，经研磨并过200目筛，备用。上述LaNiO3可采用如下工艺制备：按1/2：1/2的摩尔比配备La2O3和Ni2O3，然后对La2O3和Ni2O3进行研磨并混合均匀；再将La2O3和Ni2O3的混合物料放入氧化铝坩埚内，于1200℃下保温240分钟，得到LaNiO3。得到的LaNiO3冷却后，经研磨并过200目筛，备用。本专利技术还提供上述高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料的一种制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）按比例配备Al2O3、WO3、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、BiLiTiSiO6、(Li1/2La1/2)TiO3和LaNiO3；（2）将步骤（1）所配备的Al2O3、WO3、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、BiLiTiSiO6、(Li1/2La1/2)TiO3和LaNiO3粉碎并混合均匀，得到第一混合粉体；（3）将步骤（2）得到的第一混合粉体在烘箱中干燥（优选干燥温度为70-100℃，干燥时间为7-10小时），然后研磨分散，得到第二混合粉体；（4）将步骤（3）得到的第二混合粉体放入硅碳棒电炉中，于1100-1250℃下煅烧3-5小时，然后降温至20-30℃（优选降温速度为50-100℃/小时），得到NTC粉体；（5）向步骤（4）得到的NTC粉体中加入无水乙醇，球磨8-16小时，然后将NTC粉体放入烘箱中干燥（优选干燥温度为70-100℃，干燥时间为7-10小时），再研磨分散，并过200目筛；（6）向过筛后的NTC粉体中加入粘结剂并进行造粒，得到颗粒状物料；（7）将步骤（6）得到的颗粒状物料压制成生坯片；（8）将生坯片放入硅钼棒电炉中，于1350-1400℃下保温3-5小时，使生坯片排出粘结剂并烧结，得到所述高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料（制得的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料为陶瓷片）。步骤（2）中，可以分别将各种原料粉碎后混合均匀；也可以将各种原料混合后进行粉碎，随后边粉碎边混合，或粉碎后再使各种原料混合均匀。粉碎设备可采用球磨，也可以采用其它粉碎设备。优选步骤（2）中，将Al2O3、WO3、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、BiLiTiSiO6、(Li1/2La1/2)TiO3和LaNiO3混合均匀后，加入无水乙醇，球磨8-20小时，得到第一混合粉体；更优选被球磨的原料、所用球、所用无水乙醇的重量比例为：原料:球:无水乙醇=1:2.5:0.75。优选步骤（5）中，进行球磨时，NTC粉体、所用球、所用无水乙醇的重量比例为：NTC粉体:球:无水乙醇=1:2.5:0.70。步骤（6）的粘结剂可采用聚乙烯醇水溶液（即PVA溶液）。优选步骤（6）的粘结剂采用重量百分比浓度为10%的聚乙烯醇溶液，所加入的聚乙烯醇溶液的重量为NTC粉体的重量的8－10%。优选步骤（7）中，先在20-30MPa压强下将步骤（6）得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：Al2O3 25‑43%，WO3 4‑12%，MnO2 13‑22%，Ni2O3 16‑30%，Fe2O3 5‑15%，BiLiTiSiO6 0.5‑5%，(Li1/2La1/2)TiO3 0.3‑5%，LaNiO3 0.2‑3%。

【技术特征摘要】
1.一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：Al2O325-43%，WO34-12%，MnO213-22%，Ni2O316-30%，Fe2O35-15%，BiLiTiSiO60.5-5%，(Li1/2La1/2)TiO30.3-5%，LaNiO30.2-3%。2.根据权利要求1所述的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于所述BiLiTiSiO6采用如下工艺制备：按1/2：1/2：1：1的摩尔比配备Bi2O3、Li2CO3、TiO2和SiO2，然后对Bi2O3、Li2CO3、TiO2和SiO2进行研磨并混合均匀；再将Bi2O3、Li2CO3、TiO2和SiO2的混合物料放入氧化铝坩埚内，于810℃下保温240分钟，得到BiLiTiSiO6。3.根据权利要求1所述的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于所述(Li1/2La1/2)TiO3采用如下工艺制备：按1/4：1/4：1的摩尔比配备Li2CO3、La2O3和TiO2，然后对Li2CO3、La2O3和TiO2进行研磨并混合均匀；再将Li2CO3、La2O3和TiO2的混合物料放入氧化铝坩埚内，于1030℃下保温120分钟，得到(Li1/2La1/2)TiO3。4.根据权利要求1所述的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于所述LaNiO3可采用如下工艺制备：按1/2：1/2的摩尔比配备La2O3和Ni2O3，然后对La2O3和Ni2O3进行研磨并混合均匀；再将La2O3和Ni2O3的混合物料放入氧化铝坩埚内，于1200℃下保温240分钟，得到LaNiO3。5.权利要求1所述的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）按比例配备Al2O3、WO3、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、BiLiTiSiO6、(Li1/2La1/2)TiO3和LaNiO3；（2）将步骤（1）所配备的Al2O3、WO3、MnO2、Ni2O3、Fe2O3、BiLiTiSiO6、(Li1/2La1/2)TiO3和LaNiO3粉碎并混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：林榕，谢冬桔，胡勇，黄瑞南，赵明辉，
申请(专利权)人：汕头高新区松田实业有限公司，汕头保税区松田电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44