本发明专利技术为一种正温度系数热敏电阻复合材料及制备方法。将制备的BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷片浸入到盐酸、苯胺与过硫酸胺的混合溶液中，搅拌2～12h，搅拌完成后，将浸入到混合溶液中的多孔陶瓷片取出后静置2～20h，再经去离子水洗涤，烘干，磨去表面的聚苯胺膜，制成本发明专利技术的正温度系数热敏电阻复合材料片。在正温度系数热敏电阻复合材料片上下平行平面上制备欧姆接触电极进行电阻和电阻温度特性测试。本发明专利技术的正温度系数热敏电阻复合材料的室温电阻率显著降低，同时具有较高的升阻比。扩大了正温度系数热敏电阻材料的应用领域和范围。和范围。
【技术实现步骤摘要】
一种复合正温度系数热敏电阻材料及制备方法
[0001]本专利技术属于正温度系数热敏电阻材料，广泛应用于电子产品、微电子产品、家用电器、可穿戴产品、医疗器械、汽车、军工产品、仪器仪表、机械电器控制等领域。
技术介绍
[0002]目前，已有的钛酸钡基系列正温度系数热敏电阻陶瓷材料的室温电阻率较高，使这种材料的应用受到很大的限制。一般采取加入金属或高分子/导电材料制备复合材料，室温电阻率可以降低，但是工艺条件复杂、制得的复合正温度系数热敏电阻的成本高、性能较差，达不到大量应用的要求，如以下论文和专利报导：[Zeming He,Jan Ma，Qu Yuanfang,Wangchengang.A structural model of Cr/(Ba,Pb)TiO3positive temperature coefficient composites[J].Journal of materials science:Materials in Electronics.2000,11(3):235
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238；李晓雷，曲远方，徐廷献.烧成及热处理工艺对Ni/PTC陶瓷复合材料性能的影响[J].硅酸盐通报,2001.3:50～54]；专利“Ni/石墨/BaTiO3基复合PTC热敏电阻及制备方法”，天津大学，申请日：2008
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24；专利“一种正温度系数热塑性热敏电阻复合材料及其制备方法”，电子科技大学中山学院，申请日：2019
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26。目前，降低正温度系数热敏电阻陶瓷材料的室温电阻率、并保持较好的升阻比，仍为这一研究领域的重点热门课题，以推动正温度系数热敏电阻元件在电子、微电子、家用电器、可穿戴产品、航天航空、军工、仪器仪表、自动控制等较低工作电压领域的更广泛应用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是将具有良好导电性能的聚苯胺与BaTiO3基正温度系数热敏电阻陶瓷材料复合，制备出具有较低室温电阻率和良好升阻比特性的复合材料，为正温度系数热敏电阻在更广泛的应用领域奠定了更好的基础。
[0004]本专利技术是将制备的BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷材料与聚苯胺复合，制备复合正温度系数热敏电阻复合材料。将制备好的BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷片浸入到配制的盐酸、苯胺和过硫酸胺溶液中，由于制备过程反应生成的导电型聚苯胺作为低阻相停留在BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷的晶界上，使本专利技术复合材料的室温电阻率显著降低，同时具有较好的升阻比特性。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷材料的组份和摩尔比配方为：
[0007]BaCO3:0.6100～1.0000；
[0008]SrCO3:0～0.3100；
[0009]Pb3O4:0～0.0250；
[0010]TiO2：(1.0060～1.0120)；
[0011]Sb2O3：(0.0003～0.0007)；
[0012]Nb2O5：(0.0001～0.0011)；
[0013]MnO2：(0.0003～0.0005)；
[0014]Al2O3：(0.0001～0.0010)；
[0015]SiO2：(0.0001～0.0010)。
[0016]本专利技术的一种复合正温度系数热敏电阻材料及制备方法，包括如下步骤：
[0017]1)将(0.6100～1.0000)BaCO3、(0～0.3100)SrCO3、(0～0.0250)Pb3O4、(1.0060～1.0120)TiO2、(0.0003～0.0007)Sb2O3、(0.0001～0.0011)Nb2O5按摩尔配比进行配料，该配料以去离子水和氧化铝球、氧化锆球或玛瑙球为球磨介质，按料：去离子水：球磨介质＝(1～1.5):(2～3):(3.5～4.5)的质量比例，在氧化铝衬里或聚氨酯衬里的球磨机中湿磨4～24h，球磨料在烘干设备中110～120℃条件下烘干，然后将烘干料置于氧化铝坩埚中，放入电炉，在980～1080℃条件下保温2～6h进行预合成，制成预合成料；
[0018]2)再将(0.0003～0.0005)MnO2、(0.0001～0.0010)Al2O3和(0.0001～0.0010)SiO2按摩尔配比配入步骤1)得到的预合成料中，以去离子水和氧化铝球、氧化锆球或玛瑙球为为球磨介质，按料：去离子水：球磨介质＝(1～1.5):(2～3):(3.5～4.5)的质量比例，再进行球磨4～24h混合均匀，球磨料在烘干设备中110～120℃条件下烘干，过40目筛备用；
[0019]3)将上述烘干并过40目筛的混合料中加入5～8wt％的PVA水溶液进行造粒，在压强为50～150MPa条件下成型，成型坯件放入电炉中经550～600℃条件下排除PVA粘合剂，然后经1230～1350℃条件下保温20～60min烧成，断电后随炉冷却，制成BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷片；
[0020]4)将该多孔陶瓷片在其上下对称平面烧渗欧姆接触银电极，用精密万用电桥测试多孔陶瓷片的室温电阻，用电阻
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温度特性测试装置测试多孔陶瓷片的电阻温度特性；
[0021]5)将(0.8～1.2)体积的苯胺滴入到(23～28)体积的1N的盐酸溶液中，搅拌混合均匀，再将与苯胺等摩尔的过硫酸胺滴入到上述的苯胺、盐酸混合溶液中，并搅拌混合均匀得到混合溶液；
[0022]6)然后将步骤3)得到BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷片浸入到步骤5)得到的混合溶液中，并持续搅拌2～12h；搅拌完成后，将浸入到上述混合溶液中的多孔陶瓷片取出后静置2～20h，再经去离子水洗涤和110～120℃条件下干燥，磨去表面的聚苯胺膜，制成聚苯胺与BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷材料复合的复合材料片；
[0023]7)在复合材料片的上下对称平行平面上制备欧姆接触电极，用精密万用电桥测试复合片的室温电阻，用电阻
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温度特性测试装置测试复合材料片的电阻温度特性。
[0024]所述的欧姆接触电极制备工艺为：将复合材料片上下对称平行平面上采用涂覆In
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Ga、化学镀Ni、喷涂Al、溅射Ni或溅射Al工艺制备欧姆接触电极，进行复合材料性能的测试。
[0025]具体说明如下：
[0026]本专利技术复合正温度系数热敏电阻材料及制备方法主要有以下几部分：
[0027]1、BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷材料的摩尔比配方为：
[0028]BaCO3:0.6100～1.0000；
[0029]SrCO3:0～0.3100；
[0030]Pb3O4:0～0.0250；
[0031]TiO2：1.0060～1.0120；
[0032]Sb2O3：0.0003～0.0007；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合正温度系数热敏电阻材料，其特征在于，热敏电阻材料中BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷材料的组分和摩尔比配方为：BaCO3:0.6100～1.0000；SrCO3:0～0.3100；Pb3O4:0～0.0250；TiO2：(1.0060～1.0120)；Sb2O3：(0.0003～0.0007)；Nb2O5：(0.0001～0.0011)；MnO2：(0.0003～0.0005)；Al2O3：(0.0001～0.0010)；SiO2：(0.0001～0.0010)。2.一种复合正温度系数热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，BaTiO3基正温度系数热敏电阻多孔陶瓷片和复合材料片的制备方法包括如下步骤：1)将(0.6100～1.0000)BaCO3、(0～0.3100)SrCO3、(0～0.0250)Pb3O4、(1.0060～1.0120)TiO2、(0.0003～0.0007)Sb2O3、(0.0001～0.0011)Nb2O5按摩尔配比进行配料，该配料以去离子水和氧化铝球、氧化锆球或玛瑙球为球磨介质，按料：去离子水：球磨介质＝(1～1.5):(2～3):(3.5～4.5)的质量比例，在氧化铝衬里或聚氨酯衬里的球磨机中湿磨4～24h，球磨料在烘干设备中110～120℃条件下烘干，然后将烘干料置于氧化铝坩埚中，放入电炉，在980～1080℃条件下保温2～6h进行预合成，制成预合成料；2)再将(0.0003～0.0005)MnO2、(0.0001～0.0010)Al2O3和(0.0001～0.0010)SiO2按摩尔配比配入步骤1)得到的预合成料中，以去离子水和氧化铝球、氧化锆球或玛瑙球为为球磨介质，按料：去离子水：球磨介质＝(1～1.5):(2～3):(3.5～4.5)的质量比例，...
【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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