一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料、烧制方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料、烧制方法和应用，通过优化电阻浆料的组分比例，使得银铂钨电阻浆料的方阻范围可达10毫欧/方到20欧/方，电阻温度系数范围可从100ppm/℃到3300ppm/℃。此外，由于钨粉的价格相对较低，有利于电阻浆料的低成本化，具有很强的经济效益，通过在银铂电阻浆料中添加适量的高熔点钨元素，可以提升电阻浆料的耐高温稳定性。高温稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料、烧制方法和应用


[0001]本专利技术总体地涉及复合材料
，具体地涉及一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料、烧制方法和应用。

技术介绍

[0002]不锈钢基板厚膜电热元件，采用丝网印刷、高温烧成工艺将绝缘介质层、发热电阻层、导电层和包封层制作在不锈钢基板形成一个紧凑的结构，具有体积小、重量轻、加热快、分布均匀、工作寿命长、环保节能等性能优势，广泛的应用于小家电、汽车电子、工业电器等领域。
[0003]一般来说，不锈钢基板厚膜元件中，起发热作用的厚膜电阻浆料主要有银钯电阻浆料，其主要成分是超细银粉、超细钯粉、玻璃粉和有机载体。银钯电阻浆料中，钯的主要作用是与银形成银钯合金，起到降低电阻烧结膜的电阻温度系数的作用。随着近年来钯价格不断攀升，也有人想到用铂粉来代替钯粉制作银铂电阻浆料，铂粉也能起到类似于钯粉同样的降低电阻温度系数的作用，其成本相对于银钯电阻浆料来说更低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料、烧制方法和应用，用于进一步降低电阻浆料的成本，同时兼顾电阻浆料的低电阻温度系数需求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料，包括按质量百分比计的下述组分：单分散球形银粉40～70％、单分散球形铂粉0.1～40％、单分散球形钨粉0.1～10％、玻璃粉0.1～40％、有机载体18～25％；
[0006]银铂钨电阻浆料的电阻温度系数为100～3200ppm/℃。
[0007]本专利技术还提供了上述不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料的烧制方法，包括以下步骤：
[0008]S1、制备银铂钨电阻浆料；
[0009]S2、采用丝网将步骤S1所得的银铂钨电阻浆料印刷、烘干、烧结在不锈钢基板上，得到银铂钨电阻烧结膜。
[0010]本专利技术还提出上述不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料的应用，用于不锈钢基板厚膜电阻元件。
[0011]本专利技术的有益效果如下：
[0012]1、单分散体系的超细金属粉体更容易分散均匀，各组分颗粒无团聚，且在后续丝网过程中，相对于容易团聚成簇的微晶粉体，单分散体系的粉体更容易透过丝网，具有更好的印刷特性，印刷的膜厚分布更均匀，从而组织的集中度高，一致性好。
[0013]2、单分散体系的超细金属粉体比表面积更小，有利于有机载体中添加更多的有机树脂，能够改善电阻浆料的柔顺性和流平性，且使得浆料体系更稳定。
[0014]3、单分散体系的超细金属粉体材料表面能很大，在烧结过程中，粉体的表面和界面处容易固相扩散反应，尤其在玻璃相的润湿和熔蚀下，形成一些非常薄的合金层，由于“合金化”效应，降低了厚膜电阻的电阻温度系数。
[0015]4、通过引入钨元素，厚膜电阻的耐温能力得到了提升，且由于钨的高熔点特性，在厚膜电阻工作温度升高的过程中，钨可以起到“钉扎“作用，提高了厚膜电阻的抗张强度，在耐受大电流冲击的同时，厚膜电阻的结构不易发生变化，从而具有更好的抗电流冲击能力。
[0016]5、钨粉添加在厚膜电阻浆料中，在烧结过程中还是容易发生氧化反应。少量的氧化钨可以被玻璃粉熔蚀吸收，而不对电阻率产生大的影响。但如果添加量过多，过多的氧化钨容易导致电阻率剧升，同时导致重复性变差，因此限定钨粉的含量为0.1～10％。
具体实施方式
[0017]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0019]本专利技术提出一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料，包括按质量百分比计的下述组分：单分散球形银粉40～70％、单分散球形铂粉0.1～40％、单分散球形钨粉0.1～10％、玻璃粉0.1～40％、有机载体18～25％。
[0020]银铂钨电阻浆料的电阻温度系数为100～3200ppm/℃。
[0021]电阻浆料制造过程中涉及的粉体主要是微米级及纳米级的活性颗粒。在粉体材料制备、干燥及后处理过程中，粒子间容易形成带来若干连接界面的团聚体。根据颗粒的团聚大小，可将其分为原生颗粒、凝聚体、附聚体和絮凝体等形式。
[0022]所谓单分散体系的超细金属粉体，是指超细金属粉体为原生颗粒。其在制浆过程中，更容易分散均匀，各组分颗粒无团聚、能够与有机载体充分接触，固体颗粒在液相中充分浸润，防止其局部团聚。采用单分散体系的超细金属粉，粉体更容易均匀地“沉浸”在有机载体中。在后续丝网印刷过程中，相对于容易团聚成簇的微晶粉体，单分散体系的粉体更容易透过丝网，具有更好的印刷特性，印刷的膜厚分布更均匀，从而组织的集中度高，一致性好。同时，采用单分散体系的金属粉，其比表面积相对更小，有利于有机载体中的添加更多的有机树脂。浆料体系中有机树脂含量越高，空间位阻效应越明显，浆料体系越稳定。且有机树脂含量越高，电阻浆料的柔顺性和流平性更好，更容易弥补丝网网结造成的空洞及网痕，其显微组织有更少的空洞。对于大功率电阻而言，更致密的微观组织意味着更少的印刷缺陷和更稳定的电阻烧结膜结构，其性能更好，使用寿命更长。
[0023]银和铂都是贵金属材料，性能稳定，其氧化物是不稳定化合物，遇热分解还原成金属单质，因此广泛应用在电阻浆料中。钨是一种耐高温金属材料，常用来制造灯丝。在烧结过程中，钨粉表面容易氧化形成氧化钨。氧化钨是一种热的稳定化合物，会隔断厚膜电阻中的导电链而无法导通。因此，钨粉一般无法单独作为功能相制作电阻浆料。
[0024]方阻和电阻温度系数是大功率厚膜电阻的两个最重要的参数。在一定的工艺条件下，方阻除了与膜厚成反比；在膜厚相同的条件下，方阻是衡量厚膜电阻电阻率的参数，与电阻浆料的成分密切相关。电阻温度系数同样与电阻浆料的成分息息相关，是衡量厚膜电阻的电阻率随温度变化而改变的一项性能指标，对于厚膜电阻的意义重大。由于超细金属粉体材料表面能很大，在烧结过程中，粉体的表面和界面处容易固相扩散反应，尤其在玻璃相的润湿和熔蚀下，形成一些非常薄的合金层。超细银粉和超细铂粉在界面容易产生银铂合金薄层，超细银粉和超细钨粉在表面容易产生银钨合金薄层，超细铂粉和超细钨粉在表面容易产生铂钨合金薄层。通过引入钨元素，厚膜电阻的耐温能力得到了提升，且由于钨的高熔点特性，在厚膜电阻工作温度升高的过程中，钨可以起到“钉扎“作用，提高厚膜电阻的抗张强度，在耐受大电流冲击的同时，厚膜电阻的结构不易发生变化，从而具有更好的抗电流冲击能力。
[0025]同时，钨粉的加入，由于“合金化”效应，降低了厚膜电阻的电阻温度系数，起到与添加铂粉相类似的效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢基板大功率厚膜银铂钨电阻浆料，其特征在于，包括按质量百分比计的下述组分：单分散球形银粉40～70％、单分散球形铂粉0.1～40％、单分散球形钨粉0.1～10％、玻璃粉0.1～40％、有机载体18～25％；所述银铂钨电阻浆料的电阻温度系数为100～3200ppm/℃。2.根据权利要求1所述的银铂钨电阻浆料，其特征在于，所述玻璃粉包括按照质量百分数计的下述组分：CaO：32～45％、SiO2：20～35％、Al2O3：10～20％、B2O3：10～18％、Bi2O3：5～15％、ZnO：0～10％、MgO：0～6％、SrO：0～6％、ZrO2：0～4％。3.根据权利要求2所述的银铂钨电阻浆料，其特征在于，所述玻璃粉的加工工艺如下：按比例称量玻璃粉各组分，采用三维动力混料机将各组分混合均匀；在钟罩炉中，用铂金坩埚对混合均匀后的玻璃粉组分进行融制；其中，融制温度为1400～1450℃，保温时间为30～40min；将融制后的玻璃粉组分倒入常温的去离子水中冷却形成玻璃渣；在150℃下将玻璃渣烘干后，用行星球磨机将玻璃渣磨成平均粒径为1.0～3.0μm的玻璃粉，烘干后备用；所得玻璃粉的软化温度为746～755℃，热膨胀系数为(9.1～9.4)*10
‑6/K。4.根据权利要求1所述的银铂钨电阻浆料，其特征在于，有机载体包括按照质量百分数计的下述组分：松油醇：40～60％、丁基卡必醇醋酸酯：15～35％、醇酯十六：10～15％、柠檬酸三丁酯：5～10％、乙基纤维素：6～10％、酚醛树脂：0.5～2％。5.根据权利要求1所述的银铂钨电阻浆料，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：湖南特发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：