一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料及其制备方法。一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法包括以下步骤：用硝酸溶解金属氧化物、冷冻干燥胶状体、掺杂BaTiO3并球磨和加入粘结剂并烧结。本发明专利技术通过掺杂具有高温结构稳定、热敏性能较好的BaTiO3进行球磨，使制得的NTC热敏电阻在高温下相结构稳定，具有高温宽温区测温的功能，有效扩宽了该NTC热敏电阻的适用性，从而保证了其测量精度。从而保证了其测量精度。从而保证了其测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及NTC热敏材料
，具体涉及一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]NTC热敏电阻具有对温度敏感、体积小、响应快以及互换性好等诸多优点，被广泛应用于温度测量、温度控制和温度补偿等方面，但由于NTC热敏电阻材料在高温下相结构不稳定，热敏性较差，导致其使用温区有限，难以应用在电子、军工和航天等需要高温温度测量的领域，使得NTC热敏电阻的适用性不够广泛。
[0003]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料及其制备方法。
[0005]一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法，包括如下步骤：
[0006]S1：用硝酸溶解金属氧化物
[0007]将氧化镁、二氧化锰、三氧化二镍、三氧化二铁和稀土氧化物加入硝酸溶液中，搅拌溶解，再加入乙醇溶液，搅拌混合，再加入三乙醇胺调节PH，搅拌，静置，得到胶状体；
[0008]S2：冷冻干燥胶状体
[0009]将上述胶状体冷冻干燥，然后进行研磨，均匀分散后，再进行煅烧，冷却至室温后，得到中间体A；
[0010]S3：掺杂BaTiO3并球磨
[0011]向上述中间体A中加入无水乙醇，球磨，再加入BaTiO3，继续球磨，然后烘干、研磨和过筛，得到中间体B；
[0012]S4：加入粘结剂并烧结
[0013]向上述中间体B中加入粘结剂，混合均匀后，压制成圆片，再进行高温烧结，最后自然降温，得到所述基于稀土元素的NTC热敏电阻材料。
[0014]进一步地，所述步骤S1的用硝酸溶解金属氧化物，具体包括如下步骤：
[0015]S1.1：将氧化镁、二氧化锰、三氧化二镍、三氧化二铁和稀土氧化物按5～7:15～22:17～25:5～10:2～3的质量比加入含硝酸溶液的反应箱中，用搅拌器搅拌溶解，得到硝酸盐溶液；
[0016]S1.2：将无水乙醇装入搅拌器内，搅拌器在搅拌的同时，将无水乙醇从搅拌杆上的单向通孔处通入上述硝酸盐溶液中；
[0017]S1.3：无水乙醇和硝酸盐溶液均匀混合后，通过液压泵将三乙醇胺从反应箱内壁的小孔处压入反应箱中，并以300～500r/min的速度搅拌3～5h；
[0018]S1.4：反应箱内的PH检测计实时检测箱内的PH值，直至箱内PH＝6～7时，停止加入三乙醇胺，并停止搅拌，静置2～3h，得到胶状体。
[0019]进一步地，所述步骤S2的冷冻干燥胶状体，具体包括如下步骤：
[0020]S2.1：将所述胶状体置于冷冻干燥箱中，以10～20℃/min的速度降温至
‑
25～
‑
15℃，冷冻30～45min，将胶状体中的水分除去，得到冷冻物料；
[0021]S2.2：调节冷冻干燥箱内的温度为
‑
10～0℃，通过冷冻干燥箱的研磨装置，将上述冷冻物料研磨1～2h，得到粉状物料；
[0022]S2.3：将上述粉状物料通过传送带送入投料机中，投料机再将其投入煅烧炉内，在1000～1500℃的温度下，煅烧3～5h，冷却至室温，得到中间体A。
[0023]进一步地，所述步骤S3的掺杂BaTiO3并球磨，具体包括如下步骤：
[0024]S3.1：将所述中间体A和无水乙醇一起加入球磨机中，以500～600rpm的速度球磨0.5～1h；
[0025]S3.2：按BaTiO3和中间体A质量比为10～13:1的比例，将BaTiO3加入球磨机中，调节球磨机的速度为1000～1200rpm，继续球磨2～3h，得到混合浆体；
[0026]S3.3：将上述混合浆体置于烘干机中进行烘干，然后再用研磨机研磨，最后过100～200目筛，得到中间体B。
[0027]进一步地，所述步骤S4的加入粘结剂并烧结，具体包括如下步骤：
[0028]S4.1：向所述中间体B加入气流式混合机中，再加入粘结剂，将二者均匀混合，得到中间体C；
[0029]S4.2：将上述中间体C加入成型压力机中，压制成圆片，再进行冷等静压，得到中间体D；
[0030]S4.3：将上述中间体D放入烧结炉中，在1200～1500℃的温度下烧结2～3h，然后自然冷却，得到所述基于稀土元素的NTC热敏电阻材料。
[0031]进一步地，所述步骤S1.1中硝酸溶解金属氧化物时产生的氧气，通过氢氧化钠固体干燥后，再进行收集，得到干燥氧气，然后将该干燥氧气通入步骤S4.3所述的烧结炉中，参与中间体D的烧结过程。
[0032]进一步地，所述稀土氧化物包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钇(Y)和钪(Sc)等稀土元素的氧化物中的一种。
[0033]进一步地，所述粘结剂为聚乙烯醇制成的胶水。
[0034]进一步地，一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料，其由上述的一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法所制备。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果在于：
[0036]1、本专利技术通过掺杂具有高温结构稳定、热敏性能较好的BaTiO3进行球磨，使制得的NTC热敏电阻在高温下相结构稳定，具有高温宽温区测温的功能，有效扩宽了该NTC热敏电阻的适用性，从而保证了其测量精度。
[0037]2、本专利技术通过将稀土氧化物掺杂进NTC热敏电阻的原料中，由于稀土氧化物具有较好的热稳定性，从而使制得的基于稀土元素的NTC热敏电阻材料具有更高的电阻率和稳定性。
[0038]3、本专利技术通过收集硝酸与金属氧化物反应产生的氧气，再将该氧气通入烧结炉
中，利用其协助烧结，有效缩短了烧结时间，达到节省人力物力的效果。
附图说明
[0039]图1为本专利技术实施例所采用的基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法流程图。
具体实施方式
[0040]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0041]实施例1
[0042]一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0043]S1：用硝酸溶解金属氧化物
[0044]将氧化镁、二氧化锰、三氧化二镍、三氧化二铁和稀土氧化物按5:15:17:7:2的质量比加入含硝酸溶液的反应箱中，用搅拌器搅拌溶解，得到硝酸盐溶液，同时，通过反应箱上的收集瓶收集反应产生的氧气，其中，收集瓶瓶口安装含有氢氧化钠固体的滤网，用于干燥氧气，然后将上海科隆化工有限公司生产的无水乙醇装入搅拌器内，搅拌器在搅拌的同时，将无水乙醇从搅拌杆上的单向通孔处通入硝酸盐溶液中，待无水乙醇和硝酸盐溶液均匀混合后，通过液压泵将南京宝加瑞化工有限公司生产的三乙醇胺从反应箱内壁的小孔处压入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：用硝酸溶解金属氧化物将氧化镁、二氧化锰、三氧化二镍、三氧化二铁和稀土氧化物加入硝酸溶液中，搅拌溶解，再加入乙醇溶液，搅拌混合，再加入三乙醇胺调节PH，搅拌，静置，得到胶状体；S2：冷冻干燥胶状体将上述胶状体冷冻干燥，然后进行研磨，均匀分散后，再进行煅烧，冷却至室温后，得到中间体A；S3：掺杂BaTiO3并球磨向上述中间体A中加入无水乙醇，球磨，再加入BaTiO3，继续球磨，然后烘干、研磨和过筛，得到中间体B；S4：加入粘结剂并烧结向上述中间体B中加入粘结剂，混合均匀后，压制成圆片，再进行高温烧结，最后自然降温，得到所述基于稀土元素的NTC热敏电阻材料。2.根据权利要求1所述的一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的用硝酸溶解金属氧化物，具体包括如下步骤：S1.1：将氧化镁、二氧化锰、三氧化二镍、三氧化二铁和稀土氧化物按5～7:15～22:17～25:5～10:2～3的质量比加入含硝酸溶液的反应箱中，用搅拌器搅拌溶解，得到硝酸盐溶液；S1.2：将无水乙醇装入搅拌器内，搅拌器在搅拌的同时，将无水乙醇从搅拌杆上的单向通孔处通入上述硝酸盐溶液中；S1.3：无水乙醇和硝酸盐溶液均匀混合后，通过液压泵将三乙醇胺从反应箱内壁的小孔处压入反应箱中，并以300～500r/min的速度搅拌3～5h；S1.4：反应箱内的PH检测计实时检测箱内的PH值，直至箱内PH＝6～7时，停止加入三乙醇胺，并停止搅拌，静置2～3h，得到胶状体。3.根据权利要求1所述的一种基于稀土元素的NTC热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的冷冻干燥胶状体，具体包括如下步骤：S2.1：将所述胶状体置于冷冻干燥箱中，以10～20℃/min的速度降温至
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25～
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15℃，冷冻30～45min，将胶状体中的水分除去，得到冷冻物料；S2.2：调节冷冻干燥箱内的温度为
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10～0℃，通过冷冻干燥箱的研磨装置，将上述冷冻物料研磨1～2h，得到粉状物料；S2.3：将上述粉状物...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫霖，蒋璐莲，蒋朝伦，
申请(专利权)人：肇庆市金龙宝电子有限公司，
类型：发明
国别省市：