一种改善PTCR热敏陶瓷耐还原性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种改善PTCR加热陶瓷耐还原性能的方法，包括以下步骤：在BaTiO3、PbTiO3、MnO2中添加zmol％的Ta2O5作为粉体，其中z的取值范围为0＜z≤0.05；通过添加半导化剂和烧结助剂，在大气气氛中烧结，对烧结后的陶瓷表面进行研磨，涂覆电极。本发明专利技术通过Ta的添加，使得PTCR陶瓷片在还原前后的耐电压强度和室温电阻变化率持续减少，制成的加热器的耐还原性能得到明显改善。还原性能得到明显改善。还原性能得到明显改善。

【技术实现步骤摘要】
一种改善PTCR热敏陶瓷耐还原性能的方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料制备
，具体涉及改善PTCR热敏陶瓷耐还原性能的方法，应用于电子材料


技术介绍

[0002]PTCR陶瓷一般是指具有正的电阻温度系数(Positive Temperature Coefficient)的热敏电阻材料或元器件。PTCR陶瓷具有温敏、节能、无明火和安全等优点，已广泛应用与家电、通信、汽车、自动化控制等领域。以PTC作为恒温发热体制作的发热器可靠性高、安全性高、发热量可随环境温度变化而自动调节。
[0003]工业上的PTC加热元件通常使用硅胶与电极片粘接而使其导电，硅胶组分中含有有机挥发物质，在180
‑
285℃硅胶固化以及长时间通电工作时，有机硅胶在这个温度区间下会挥发出二甲基环硅氧烷(DMC)使PTC陶瓷片工作在弱还原气氛中，导致PTC的电性能恶化，PTC加热元件的室温电阻率会呈现不同程度的减小。在使用过程中，PTC加热元件的耐电压强度、冲击电流、加热功率、表面温度等性能都会随着还原气氛的影响而产生改变，由此对PTC的使用可靠性影响很大。
[0004]因此，亟待提供一种能够改善PTC热敏电阻耐还原性能的方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种改善PTC热敏电阻耐还原性能的方法。
[0006]为了解决或部分解决上述技术问题，本申请提供了一种在配方中添加Ta2O5改善PTC加热陶瓷耐还原性能的方法，包括如下步骤：
[0007]a.往BaTiO3、PbTiO3、MnO2中添加0～0.05mol％的Ta2O5制备粉体，再加入半导化剂或烧结助剂作为配料，其中，所述半导化剂的掺入量为所述粉体的0.05～0.50atom％，所述烧结助剂由所述粉体总物质量的0～5.0mol％烧结助剂组成；
[0008]b.根据材料配方称料，以氧化锆球和去离子水作为介质，球磨所述粉体和配料预设时间，然后烘干，得到混合粉末；
[0009]c.在所述混合粉末中加入所述混合粉末重量的3.0～12.0wt％的浓度为5
‑
12wt％的聚乙烯醇进行造粒，再以10～15MPa的压力压制成素坯；
[0010]d.将压制好的所述素坯置于1230～1350℃的空气气氛中使其充分烧结为陶瓷；对所述陶瓷的表面进行研磨，并在所述陶瓷表面印刷涂覆电极，将带有电极的所述陶瓷置于450～580℃的空气气氛中进行热处理，保温8min。
[0011]优选的，所述粉体的配方为：
[0012](100
‑
x)BaTiO3+xPbTiO3+yMnO2+zTa2O5，其中，x＝0～50mol％，y＝0.03～0.20mol％。
[0013]优选的，所述z为0.00、0.005、0.01、0.015、0.02、0.03、0.04、0.05中的任意一种。
[0014]优选的，在步骤b中，所述预设时间为12～24小时。
[0015]优选的，在步骤c中，所述素坯的尺寸为28
×
17.3
×
2.9mm。
[0016]优选的，在步骤d中，所述素坯的烧结时长为10～120分钟之间。
[0017]优选的，在步骤d中，所述电极为Ag电极。
[0018]优选的，步骤c中利用所述混合粉末重量的8wt％、浓度为10wt％的聚乙烯醇进行造粒。
[0019]与现有技术相比较，本专利技术的优点是：
[0020]1、本专利技术方法通过优化材料的配方，即在(Ba,Pb)TiO3体系PTCR陶瓷材料中掺入Ta2O5，对制得的PTCR陶瓷片进行还原，还原前后电阻变化率从
‑
41.36％降至
‑
5.01％；
[0021]2、制成的加热器耐还原性能得到了明显的改善，还原后的耐电压强度变化率从
‑
19.19％变至
‑
1.46％；
[0022]3、本专利技术方法操作简单，易于控制，成本较低，易于产业化实施，对改善PTCR加热陶瓷耐还原性能的研究具有重大意义。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；
[0024]图1是PbTiO3含量为21.34％、Ta2O5含量为0～0.05mol％样品的耐电压强度变化率在还原前后变化的曲线。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]a.配料准备：按照各原料粉体的物质量的比例，采用以下原料粉体配方：
[0028]将78.66mol％的BaTiO3粉体、21.34mol％的PbTiO3料粉体、0.05mol％MnO2粉体、zmol％Ta2O5和2.67mol％的其他烧结助剂进行配料，其中z为0.00、0.005、0.01、0.015、0.02、0.03、0.04、0.05中的任意一种，其中Al2O3和SiO2为烧结助剂；按分子式中的摩尔比计算重量后称重，称量质量如下表1：
[0029]表1.实施例1的原料配料表(单位：g)
[0030]编号BaTiO3料PbTiO3料MnO2其他烧结助剂Ta2O5T
‑
204
‑
0045.642516.16510.01301.03000.0000T
‑
204
‑
0545.642516.16510.01301.03000.0055T
‑
204
‑
1045.642516.16510.01301.03000.0110T
‑
204
‑
1545.642516.16510.01301.03000.0166T
‑
204
‑
2045.642516.16510.01301.03000.0221T
‑
204
‑
3045.642516.16510.01301.03000.0331
T
‑
204
‑
4045.642516.16510.01301.03000.0442T
‑
204
‑
5045.642516.16510.01301.03000.0552
[0031]b.按表中的配方比例称取各原料配料，以氧化锆球和去离子水为介质，将混合料球磨24小时，然后对球磨料进行烘干，再加入烘干后的粉料总重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善PTC加热陶瓷耐还原性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在BaTiO3、PbTiO3、MnO2中添加z mol％的Ta2O5作为粉体，再加入半导化剂或烧结助剂作为配料；所述半导化剂的掺入量为所述粉体的0.05～0.50atom％，所述烧结助剂由所述粉体总物质量的0～3.5mol％的烧结助剂组成；所述z的取值范围为0＜z≤0.05；b.根据材料配方称料，以氧化锆球和去离子水作为介质，球磨所述粉体和配料预设时间后烘干，得到混合粉末；c.在所述混合粉末中加入所述混合粉末重量的3.0～12.0wt％、浓度为5.0
‑
12.0wt％的聚乙烯醇进行造粒，再以5～15MPa的压力压制成素坯；d.将压制好的所述素坯置于1230～1350℃的空气气氛中使其充分烧结为陶瓷；对所述陶瓷的表面进行研磨，并在所述陶瓷表面喷涂电极，将带有电极的所述陶瓷置于480～520℃的空气气氛中进行烧结，保温8min，制得产品。2.根据权利要求1所述的改善PTC加热陶瓷耐还原性能的方法，其特征在于，所述粉体的配方中的份数比符合下列公式：(100
‑
x...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兴文，张楠，贾小晶，
申请(专利权)人：江苏钧瓷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：