一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料，由基于钛酸铅钡的基础PTC陶瓷粉料和氧族元素碲的化合物添加材料组成，所述添加材料包括：TeO2、TeO3，及其他含Te的化合物。本发明专利技术提供的PTC热敏电阻陶瓷材料的室温电阻率在20～200KΩcm，居里温度Tc在140～260℃，非线性系数在5

【技术实现步骤摘要】
一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电子材料
，具体涉及一种PTC热敏电阻陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PTC陶瓷一般是指具有正的电阻温度系数(Positive Temperature Coefficient Resistance)的热敏电阻材料或元器件。PTC陶瓷具有温敏、节能、无明火和安全等优点，已广泛应用于汽车、家电、通信、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、安全性高，发热量可随环境温度变化自动调节。在限流、温度传感等领域，由于PTC独特的电阻随温度变化而突跳的特性，而使这些器件具有体积小、结构简单、可靠性高等特点。
[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摄氏度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。

技术实现思路

[0004]为解决以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种抗还原气氛的PTC热敏电阻材料，本专利技术在原料中添加Te的化合物以提高PTC加热陶瓷抗还原气氛能力，由本专利技术制备的PTC加热元件，能够较好地耐受还原气氛，其耐电压强度、冲击电流、加热功率、表面温度等性能受还原气氛的影响较小，PTC加热元件的使用可靠性大大增加。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是：一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料，由基于钛酸铅钡的基础陶瓷粉料和添加材料组成，所述添加材料包括：TeO2、TeO3，及其他含Te的化合物。
[0006]所述基于钛酸铅钡的基础陶瓷粉料，其通式为：
[0007](Ba1‑
x
‑
y Pb
x
Ca
y
RE
z
)(Ti1‑
w
ME
w
)O3+aTiO2+烧结助剂(1)；
[0008]在通式(1)中，所述RE为Y、Sb、Bi、La、Ce、Er、Sm和Nd中任一种元素或任几种元素；
[0009]在通式(1)中，所述ME为Nb、Ta和V中的中任一种元素或任几种元素；
[0010]在通式(1)中，x是0≤x≤0.6mol；
[0011]通式(1)中，y是0≤y≤0.12mol；
[0012]通式(1)中，z、w是0.0005≤z+w≤0.0055mol；
[0013]通式(1)中，a是0.002≤a≤0.03mol；
[0014]通式(1)中，烧结助剂包括Li2CO3、SiO2、MnO2、Al2O3中任一种或几种化合物。
[0015]优选的，在通式(1)的基础陶瓷配方的基础上添加TeO2、TeO3，及其他含Te的化合
物，以1mol含Ti元素的氧化物为基准，Te化合物的添加量为0.0001～0.004mol。
[0016]优选的，以1mol含Ti元素的氧化物为基准，所述烧结助剂总含量为0.005～0.05mol。
[0017]进一步的，本专利技术还提供一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0018]1)配料准备；
[0019]根据基础陶瓷粉料通式(1)：
[0020](Ba1‑
x
‑
y Pb
x
Ca
y
RE
z
)(Ti1‑
w
ME
w
)O3+aTiO2+烧结助剂(1)，
[0021]按分子式中的摩尔比计算重量后称重，然后混合粉料；
[0022]在通式(1)中，所述RE为Y、Sb、Bi、La、Ce、Er、Sm和Nd中任一种元素或任几种元素；
[0023]在通式(1)中，所述ME为Nb、Ta和V中的任一种元素或任几种元素；
[0024]在通式(1)中，x是0≤x≤0.6mol；
[0025]通式(1)中，y是0≤y≤0.12mol；
[0026]通式(1)中，z、w是0.0005≤z+w≤0.0055mol；
[0027]通式(1)中，a是0.002≤a≤0.03mol；
[0028]通式(1)中，烧结助剂包括Li2CO3、SiO2、MnO2、Al2O3中任一种或几种化合物；
[0029]2)造粒；
[0030]以氧化锆球和去离子水为介质，将所述混合粉料球磨，烘干，合成，再球磨，然后加入聚乙烯醇进行造粒，压坯；
[0031]3)烧结
[0032]将步骤2)压坯得到的素坯进行高温烧结，然后喷涂电极，再低温烧结，固化，获得所述抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料。
[0033]优选的，步骤2)所述合成是在1050℃
±
50℃温度条件下合成3小时。
[0034]优选的，步骤2)所述加入造粒的聚乙烯醇占混合粉料总重量的3.0～12.0wt％，聚乙烯醇浓度为5～12wt％。更优选的，加入造粒的聚乙烯醇占混合粉料总重量的8.0wt％，聚乙烯醇浓度为10wt％。
[0035]优选的，步骤2)所述压坯是以10～15MPa的压力压制成28
×
17.3
×
2.9mm的素坯。
[0036]优选的，步骤3)所述高温烧结是在1210～1350℃烧结，再保温30min。更优选的，所述高温烧结是在1230～1330℃烧结。
[0037]优选的，步骤3)所述喷涂电极是印刷Ag
‑
Zn，或Al，或喷铝电极。
[0038]优选的，步骤3)所述Ag
‑
Zn电极低温烧结是在450～680℃进行低温烧结，保温8min，将电极固化。更优选的，步骤3)所述低温烧结是在480～520℃进行低温烧结。
[0039]本专利技术根据材料配方称料，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，经适当温度合成后得到混合粉末。在所述混合粉末中优选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28
×
17.3
×
2.9mm的素坯。将压制好的所述素坯置于1210～1350℃的空气气氛中使其充分烧结，获得抗还原气氛的PTC热敏电阻材料；为进行性能测试，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450～680℃的空气气氛中进行热处理，保温8min。
[0040]与现有技术相比较，本专利技术的PTC热敏电阻陶瓷材料优点是：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料，其特征在于，所述抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料由基于钛酸铅钡的基础陶瓷粉料和添加材料组成，所述添加材料包括：TeO2、TeO3、及其他含Te的化合物。2.根据权利要求1所述的抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料，其特征在于，所述基于钛酸铅钡的基础陶瓷粉料通式为：(Ba1‑
x
‑
y
Pb
x
Ca
y
RE
z
)(Ti1‑
w
ME
w
)O3+aTiO2+烧结助剂(1)；在通式(1)中，所述RE为Y、Sb、Bi、La、Ce、Er、Sm和Nd中任一种元素或任几种元素；在通式(1)中，所述ME为Nb、Ta和V中的任一种元素或任几种元素；在通式(1)中，x是0≤x≤0.6mol；通式(1)中，y是0≤y≤0.12mol；通式(1)中，z、w是0.0005≤z+w≤0.0055mol；通式(1)中，a是0.002≤a≤0.03mol；通式(1)中，烧结助剂包括Li2CO3、SiO2、MnO2、Al2O3中任一种或几种化合物。3.根据权利要求2所述的抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料，其特征在于，在通式(1)的基础陶瓷配方的基础上添加TeO2、TeO3，及其他含Te的化合物，以1mol含Ti元素的氧化物为基准，Te化合物的添加量为0.0001～0.004mol。4.根据权利要求2所述的抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料，其特征在于，以1mol含Ti元素的氧化物为基准，所述烧结助剂总含量为0.005～0.05mol。5.一种抗还原气氛的PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)配料准备；根据基础陶瓷粉料通式(1)：(Ba1‑
x
‑
y
Pb
x
Ca
y
RE
z
...

【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：