一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料及制备方法技术

本发明专利技术提供一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料及制备方法，包括主成分、助烧剂及稳定剂；所述主成分包括如下重量百分比的组分：25％‑38％的Mn

A low temperature sintered NTC thermistor ceramic material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料及制备方法
本专利技术涉及热敏电阻器陶瓷材料
，尤其涉及一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料及制备方法。
技术介绍
NTC(NegativeTemperatureCoefficient)热敏电阻器陶瓷材料是一种具有阻值随着温度升高而下降的特性材料。它一般是由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等两种或多种过渡金属氧化物按一定比例混合，采用传统固相工艺在高温下合成的具有尖晶石结构的陶瓷，这类陶瓷凭借高敏感度、高稳定性等优点被广泛应用于家电及工业等领域。单层NTC热敏电阻器性能主要取决于氧化物组成、产品尺寸及制作工艺。在产品尺寸及工艺定型条件下，对材料依赖性较大，相同B值不同阻值的产品需要多种材料来一一对应。单层NTC热敏电阻器不但材料配方数量多不方便生产管理，而且器件小型化也困难。多层NTC热敏电阻器相比单层NTC热敏电阻器具有三大优势：⑴多层热敏电阻器可以在固定产品尺寸下通过在内部生带上印刷具有一定长、宽、厚的电极实现同B值材料制作不同阻值和尺寸的器件；⑵随着电子元器件小型化的趋势，单层NTC电阻器小型化对材料电性能要求严苛，并不容易实现。多层NTC热敏电阻器可以通过内电极的设计(多个小电阻串联和并联)和调整轻松实现电性指标；⑶多层NTC热敏电阻器相比单层结构多了内电极调节电性，产品电性精度更高。国内外使用的Mn系热敏电阻材料烧结温度一般在1200℃左右，为了与陶瓷体共烧，多层NTC热敏电阻器内部印刷的电极使用的是Pd含量在60～80％的Ag/Pd浆料。高Pd含量是为了保证电极与磁体在高温共烧时不被烧损，但高Pd电极浆料昂贵，因此产品制作成本高。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的问题，提供一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料及制备方法。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下所述：一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料，包括主成分、助烧剂及稳定剂；所述主成分包括如下重量百分比的组分：25％-38％的Mn3O4、30％-40％Co3O4，10％-20％的NiO、8％-13％ZnO，5％-10％的Al2O3；所述助烧剂包括如下重量百分比的组分：0.5％-3％的Bi2O3、1％-2.5％的CuO；所述稳定剂包括如下重量百分比的组分：1％-1.5％的ZrO2。优选地，所述助烧剂及所述稳定剂的粒径为100nm-150nm。本专利技术又提供一种制备低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料的方法，包括如下步骤：S1：主成分按百分比称量：25％-38％的Mn3O4、30％-40％Co3O4，10％-20％的NiO、8％-13％ZnO，5％-10％的Al2O3，稳定剂按百分比称量：1％-1.5％的ZrO2；将所述主成分和所述稳定剂混合、烘干、预烧、球磨、再烘干得到NTC热敏电阻器陶瓷粉料预烧主料；S2：助烧剂按百分比称量：0.5％-3％的Bi2O3、1％-2.5％的CuO，并将所述助烧剂添加到所述NTC热敏电阻器陶瓷粉料预烧主料中得到混合物粉料，球磨，烘干，得到低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷粉料；S3：向所述低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷粉料中加入粘合剂，研磨造粒，造粒烘干后进行破碎过筛得到造粒粉；S4：将所述造粒粉压制成片，然后排胶烧结得到低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料。优选地，所述主成分和所述稳定剂是球磨混合，球磨介质为去离子水和氧化锆球；所述主成分和所述稳定剂的总重量：所述氧化锆球的重量：去离子水的重量＝1-1.5:2-3:1.1-1.4，球磨时间为3h-5h，球磨转速为250-350rpm；所述预烧的温度为900-950℃，保温时间为4h-8h；所述球磨是球磨磨细，球磨介质为去离子水和氧化锆球，所述主成分和所述稳定剂的总重量：所述氧化锆球的重量：所述去离子水的重量＝1-1.5:2-3:1.1-1.4，球磨时间3h-5h，球磨转速为300-350rpm。优选地，步骤S2中所述球磨的球磨介质为去离子水和氧化锆球，所述混合物粉料的重量：所述氧化锆球的重量：所述去离子水的重量＝1-1.5:3-3.5:1.4-1.7，球磨时间为3h-8h，球磨机转速为300rpm-350rpm，优选地，所述粘合剂是聚乙烯醇制备的胶水，所述粘合剂的加入量为所述低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷粉料重量的20％-30％，所述烘干的温度为100-120℃，所述烘干的时间为30min-50min。优选地，所述过筛为先过60目筛网，再过120目筛网。优选地，在所述造粒粉中加入脱模剂置于压机模具中压制成片；所述脱模剂为硬脂酸锌粉，加入量占所述造粒粉质量的2％-4％。优选地，所述压机模具压制时的压力为2T-3T；所述片是圆片，所述圆片的密度在2.8g/cm3-3.2g/cm3，直径在10.5mm-11.5mm，厚度在1.9mm-2.2mm。优选地，所述排胶烧结的排胶温度300℃-400℃，排胶保温的时间为3h-5h，烧结温度为950℃-1200℃，烧结保温时间为4h-8h。本专利技术的有益效果为：提供一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料及制备方法，通过选取MnCoNiZnAl五元系作为主成分，同时使用Bi2O3和CuO作为助烧剂，使用ZrO2作为材料稳定剂，制备的NTC热敏电阻器陶瓷材料具有烧结温度低、磁体强度高、热稳定性好的特点，电阻率为70kΩ.mm～110kΩ.mm，材料常数为3550K～4000K，调阻变化率在1.5％内，抗弯强度高于85MPa。可以显著降低磁体烧结温度，从而使用低Pd含量的Ag/Pd浆料在与瓷体共烧时实现低温致密烧结，减少了制作成本及烧结能耗。附图说明图1是本专利技术实施例的一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料的制备方法的示意图。图2是本专利技术实施例中对比例1的NTC热敏电阻器陶瓷材料经980℃/5h烧结样品表面微观形貌图。图3是本专利技术实施例中对比例1的NTC热敏电阻器陶瓷材料经980℃/5h烧结样品截面微观形貌图。图4是本专利技术实施例中实施例3的低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料经980℃/5h烧结样品表面微观形貌图。图5是本专利技术实施例中实施例3的低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料经980℃/5h烧结样品截面微观形貌图。具体实施方式为了使本专利技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料，其特征在于，包括主成分、助烧剂及稳定剂；/n所述主成分包括如下重量百分比的组分：25％-38％的Mn

【技术特征摘要】
1.一种低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料，其特征在于，包括主成分、助烧剂及稳定剂；
所述主成分包括如下重量百分比的组分：25％-38％的Mn3O4、30％-40％Co3O4，10％-20％的NiO、8％-13％ZnO，5％-10％的Al2O3；
所述助烧剂包括如下重量百分比的组分：0.5％-3％的Bi2O3、1％-2.5％的CuO；
所述稳定剂包括如下重量百分比的组分：1％-1.5％的ZrO2。


2.如权利要求1所述的低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料，其特征在于，所述助烧剂及所述稳定剂的粒径为100nm-150nm。


3.一种制备低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：主成分按百分比称量：25％-38％的Mn3O4、30％-40％Co3O4，10％-20％的NiO、8％-13％ZnO，5％-10％的Al2O3，稳定剂按百分比称量：1％-1.5％的ZrO2；将所述主成分和所述稳定剂混合、烘干、预烧、球磨、再烘干得到NTC热敏电阻器陶瓷粉料预烧主料；
S2：助烧剂按百分比称量：0.5％-3％的Bi2O3、1％-2.5％的CuO，并将所述助烧剂添加到所述NTC热敏电阻器陶瓷粉料预烧主料中得到混合物粉料，球磨，烘干，得到低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷粉料；
S3：向所述低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷粉料中加入粘合剂，研磨造粒，造粒烘干后进行破碎过筛得到造粒粉；
S4：将所述造粒粉压制成片，然后排胶烧结得到低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料。


4.如权利要求3所述的制备低温烧结NTC热敏电阻器陶瓷材料的方法，其特征在于，所述主成分和所述稳定剂是球磨混合，球磨介质为去离子水和氧化锆球；所述主成分和所述稳定剂的总重量：所述氧化锆球的重量：去离子水的重量＝1-1.5:2-3:1.1-1.4，球磨时间为3h-5h，球磨转速为250-350rpm；
所述预烧的温度为9...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩林材，陆达富，聂敏，刘剑，易新龙，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44