本发明专利技术公开了一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料。采用加入Na2CO3、Bi2O3和TiO2调整BaTiO3基PTC半导体陶瓷材料的居里温度(﹥120℃)，避免采用传统的配方中引入铅氧化物或铅的盐类，以铅元素作为移动剂来提高BaTiO3基PTC陶瓷材料的居里温度，解决了铅对环境造成的污染问题。环境造成的污染问题。
【技术实现步骤摘要】
无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料及制备方法
[0001]本专利技术属于电子陶瓷材料领域，具体涉及一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料及制备方法。
技术介绍
[0002]目前BaTiO3基高居里温度的PTC材料中常采用引入铅元素作为移动剂，使其居里温度高于120℃(周东祥等，半导体陶瓷及应用，华中理工大学出版社，p90)，但这种高温PTCR材料在生产中和废品处理过程中会造成铅对环境的污染，因此欧盟等已经开始限制和禁止铅的使用。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的在于提供一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料及制备方法，在BaTiO3基PTCR配料中加入非铅加入物以提高其居里温度，制备出高居里温度的PTCR陶瓷材料。
[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0005]一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料，按照摩尔比的主配方为(1
‑
x)BaCO3+0.5xBi2O3+0.5xNa2CO3+(1.01+2x)TiO2，其中x为0％～8％。
[0006]其它加入物：0.0010Nb2O5+0.01TiO2+0.05％Sb2O3+0.03％MnO2+0.45％SiO2+0.17％Al2O3。
[0007]一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：称取Nb2O5、Sb2O3、BaCO3和TiO2；步骤2：将质量比为料：球：水＝1：1：2的配料采用湿法球磨6～24小时，获得浆料A；步骤3：将浆料A置于110～120℃左右的烘箱中烘干，获得烘干料B；步骤4：将烘干料B置于1000～1100℃条件下保温2～4小时进行预合成，获得预合成料C；步骤5：在预合成料C中加入Bi2O3、Na2CO3、MnO2、SiO2和Al2O3，获得混合料D；步骤6：将重量比为混合料D：球：水＝1：1：1.5的配料球磨6～24小时，获得球磨料E；步骤7：将球磨料E置于110～120℃条件下烘干，获得烘干料F；步骤8：向烘干料F中加入质量百分比为5～8％的5％PVA(聚乙烯醇)水溶液粘合剂进行造粒，获得成型粒G；步骤9：将成型粒G置于有二氧化锆粉做垫料的氧化铝垫板上，用二氧化锆粉将片与片间隔开，然后放入升温速度为350
‑
400℃/h高温电炉中，在1200℃～1300℃条件下烧成0.2～4小时。烧成后试样随炉冷却到室温；步骤10：将烧成后瓷片上的二氧化锆垫料清除后，将欧姆接触银电极浆料均匀涂敷在其两平面上，在450℃条件下烧渗10分钟，获得热敏电阻材料。
[0009]进一步的，所述步骤3中，用精度为万分之一天平称取Nb2O5和Sb2O3，用精度为千分之一天平称取BaCO3和TiO2。
[0010]进一步的，所述步骤5中，用精度为万分之一的天称取Bi2O3、Na2CO3、MnO2、SiO2和Al2O3。
[0011]进一步的，所述步骤8中，造粒料通过40目筛；用100～1000Mpa将造粒料干压成型。
[0012]进一步的，所述步骤9中，在150℃和250℃条件下各保温20分钟。
[0013]本专利技术的有益效果为：加入Na2CO3、Bi2O3和TiO2调整BaTiO3基PTC半导体陶瓷材料的居里温度(﹥120℃)，避免采用传统的配方中引入铅氧化物或铅的盐类，以铅元素作为移动剂来提高BaTiO3基PTC陶瓷材料的居里温度，解决了铅对环境造成的污染问题。
具体实施方式
[0014]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0015]术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0016]实施例1：
[0017]一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料，按照摩尔比的主配方为(1
‑
x)BaCO3+0.5xBi2O3+0.5xNa2CO3+(1.01+2x)TiO2，其中x为0％～8％。
[0018]其它加入物：0.0010Nb2O5+0.01TiO2+0.05％Sb2O3+0.03％MnO2+0.45％SiO2+0.17％Al2O3。
[0019]实施例2：
[0020]一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料制备方法，按配方的摩尔比用万分之一天平称取0.0010molNb2O5和0.05％Sb2O3，再用千分之一天平称取BaCO3+1.018TiO2，将质量比为料：球：水＝1：1：2的配料采用湿法球磨12h小时。混磨后的料浆置于110～140℃左右烘箱中烘干。然后将烘干料经1050℃下保温2小时进行预合成。在预合成料中按照配方的摩尔比，用精度为万分之一的天平配入0.002Bi2O3、0.002Na2CO3、0.03％MnO2、0.45％SiO2、0.17％Al2O3，将重量比为料：球：水＝1：1：1.5的配料进行球磨24小时。将球磨料置于120℃条件下烘干，加入质量百分比为7％的5％PVA(聚乙烯醇)粘合剂进行造粒，造粒料通过40目筛。在350MPa压强下将造粒料压制成Φ10mm
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3mm圆片试样。成型后的试样置于有二氧化锆粉做垫料的氧化铝垫板上，用二氧化锆粉将片与片间隔开，然后放入升温速度在360℃/h的高温电炉中，在1250℃条件下烧成2h，其中在150℃和300℃条件下各保温15分钟。烧成后试样随炉冷却到室温。将烧成后瓷片上的二氧化锆垫料清除后预热，将欧姆接触银电极浆料均匀涂敷在其两平面上，在450℃条件下烧渗10分钟，制成本专利技术复合PTC材料的样品。样品的测量结果为：T
c
＝175℃,升阻比＝104，室温电阻率ρ＝52Ω.cm。
[0021]本专利技术不局限于上述可选实施方式，任何人在本专利技术的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本专利技术权利要求界定范围内的技术方案，均落在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料，其特征在于：按照摩尔比的主配方为(1
‑
x)BaCO3+0.5xBi2O3+0.5xNa2CO3+(1.01+2x)TiO2，其中x为0％～8％。2.根据权利要求1所述的无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料，其特征在于：还包括其它加入物：0.0010Nb2O5+0.01TiO2+0.05％Sb2O3+0.03％MnO2+0.45％SiO2+0.17％Al2O3。3.一种无铅高居里温度的正温度系数热敏电阻材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：称取Nb2O
5、
Sb2O3、BaCO3和TiO2；步骤2：将质量比为料：球：水＝1：1：2的配料采用湿法球磨6～24小时，获得浆料A；步骤3：将浆料A置于110～120℃左右的烘箱中烘干，获得烘干料B；步骤4：将烘干料B置于1000～1100℃条件下保温2～4小时进行预合成，获得预合成料C；步骤5：在预合成料C中加入Bi2O3、Na2CO
3、
MnO2、SiO2和Al2O3，获得混合料D；步骤6：将重量比为混合料D：球：水＝1：1：1.5的配料球磨6～24小时，获得球磨料E；步骤7：将球磨料E置于110～120℃条件下烘干，获得烘干料F；步骤8：向烘干料F中...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲远方，
申请(专利权)人：天津瑞肯新型材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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