钛酸钡基制造技术

本发明专利技术提供了钛酸钡基

【技术实现步骤摘要】
钛酸钡基PTC陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料领域，具体的，涉及一种钛酸钡基
PTC
陶瓷及其制备方法
。

技术介绍

[0002]半导体陶瓷基
BaTiO3材料
(PTC
材料
)
具有制备成本低
、
制备方法简单
、
居里温度等参数可控的特点
。
常温电阻率
(25℃
对应的电阻率
)
和居里温度是
BaTiO3基
PTC
材料的两个重要参数
。
如今半导体陶瓷基
BaTiO3在众多领域
(
如：家电
、
电子设备
、
航空
)
应用广泛，陶瓷材料低阻化和高居里温度的研究长足发展，常温电阻率达到
10
Ω
·
cm
左右，居里温度达到
600℃
左右
。
近年来
PTC
材料逐渐被应用于绝缘领域，但要求
PTC
材料需具备低居里温度和高常温电阻率的特性
。
因此设计一种使
PTC
材料
PTC
效应优良，且具有低居里温度及高常温电阻率的制备方法是十分必要的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备钛酸钡基
PTC
陶瓷的方法，该方法制备得到的
PTC
陶瓷具有低居里温度和高常温电阻率特性，并保持了其优良的
PTC
特性，且制备工艺简单，成本低
。
[0004]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种制备钛酸钡基
PTC
陶瓷的方法
。
根据本专利技术的实施例，该制备钛酸钡
(BaTiO3)
基
PTC
陶瓷的方法包括以下步骤：称量一次原料，所述一次原料包括
BaCO3、TiO2、SrCO3和
Y2O3；将所述一次原料依次进行一次球磨和一次烘干，得到一次粉体；将所述一次粉体进行煅烧，得到煅烧料；将所述煅烧料和助烧剂混合，并对获得混合物依次进行二次球磨和二次烘干，得到二次粉体；将所述二次粉体与粘结剂和润滑剂混合，得到混合粒料；将所述混合粒料进行压片得到生坯；将所述生坯进行排胶烧结，得到所述钛酸钡基
PTC
陶瓷，所述钛酸钡基
PTC
陶瓷的居里温度为
0℃
～
90℃
，常温电阻率的数量级为
105～
108Ω
·
cm。
由此，该方法制备得到的钛酸钡基
PTC
陶瓷具有低居里温度和高常温电阻率特性，并保持了其优良的
PTC
特性
。
本专利技术利用掺杂改性，首先在钛酸钡中加入碳酸锶，煅烧生成钛酸锶钡，低熔点的钛酸锶可降低钛酸钡的熔融温度，从而降低陶瓷材料的居里温度；同时用
Y2O3充当半导化剂，
Y
充当施主元素和受主元素，调控材料的电阻率，使陶瓷材料半导化；同时，通过掺杂
Sr
和
Y
对
BaTiO3基
PTC
陶瓷进行靶向调控，实现低居里温度和高常温电阻率的协同设计，使
PTC
陶瓷的居里温度降低至
0℃
～
90℃
，并保证常温电阻率在
105～
108数量级，满足了绝缘领域对
PTC
陶瓷材料的新要求
。
另外，本专利技术制备钛酸钡基
PTC
陶瓷的方法使用传统的固相法，制备过程无铅环保
、
工艺简单
、
成本低，适合批量工业化生产
。
[0005]根据本专利技术的实施例，按摩尔份数计，所述一次原料包括：
0.1
～1份的
BaCO3、0.1
～1份的
SrCO3、0.2
～
1.5
份的
TiO2和
0.0001
～
0.005
份的
Y2O3，任选的，在所述一次原料中，钛原子的摩尔量等于钡原子的摩尔量和锶原子的摩尔量之和
。
[0006]根据本专利技术的实施例，所述一次球磨满足以下条件至少之一：第一研磨介质和所
述一次原料的质量比为
(1
～
3):1
；第一球磨分散介质和所述一次原料的质量比为
(1
～
3):1
；所述一次球磨的转速为
200
～
250r/min
；球磨时间为
15h
～
30h
，且球磨
10min
～
30min
，间歇时间
1min
～
5min
，所述一次球磨的模式设置为正反转交替进行，任选的，所述一次烘干的温度为
50℃
～
80℃
，时间为
3h
～
12h。
[0007]根据本专利技术的实施例，所述煅烧的温度为
1100
～
1250℃
，保温时间为
1h
～
4h。
[0008]根据本专利技术的实施例，按摩尔份数计，所述助烧剂包括
0.001
～
0.01
份的
Al2O3、0.01
～
0.05
份的
SiO2和
0.003
～
0.015
份的
TiO2。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述二次球磨满足以下条件至少之一：第二研磨介质和所述煅烧料的质量比为
(1
～
3):1
；第二球磨分散介质和所述煅烧料的质量比为
(1
～
3):1
；所述二次球磨的转速为
200
～
250r/min
；球磨时间为
15h
～
30h
，且球磨
10min
～
30min
，间歇时间
1min
～
5min
，所述二次球磨的模式设置为正反转交替进行，任选的，所述二次烘干的温度为
50℃
～
80℃
，时间为
3h
～
12h。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述混合粒料满足以下条件至少之一：所述粘结剂包括聚乙烯醇溶液
、
酚醛树脂溶液<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制备钛酸钡基
PTC
陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：称量一次原料，所述一次原料包括
BaCO3、TiO2、SrCO3和
Y2O3；将所述一次原料依次进行一次球磨和一次烘干，得到一次粉体；将所述一次粉体进行煅烧，得到煅烧料；将所述煅烧料和助烧剂混合，并对获得混合物依次进行二次球磨和二次烘干，得到二次粉体；将所述二次粉体与粘结剂和润滑剂混合，得到混合粒料；将所述混合粒料进行压片得到生坯；将所述生坯进行排胶烧结，得到所述钛酸钡基
PTC
陶瓷，所述钛酸钡基
PTC
陶瓷的居里温度为
0℃
～
90℃
，常温电阻率的数量级为
105～
108Ω
·
cm。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按摩尔份数计，所述一次原料包括：
0.1
～1份的
BaCO3、0.1
～1份的
SrCO3、0.2
～
1.5
份的
TiO2和
0.0001
～
0.005
份的
Y2O3，任选的，在所述一次原料中，钛原子的摩尔量等于钡原子的摩尔量和锶原子的摩尔量之和
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一次球磨满足以下条件至少之一：第一研磨介质和所述一次原料的质量比为
(1
～
3):1
；第一球磨分散介质和所述一次原料的质量比为
(1
～
3):1
；所述一次球磨的转速为
200
～
250r/min
；球磨时间为
15h
～
30h
，且球磨
10min
～
30min
，间歇时间
1min
～
5min
，所述一次球磨的模式设置为正反转交替进行，任选的，所述一次烘干的温度为
50℃
～
80℃
，时间为
3h
～
12h。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为
1100
～
1250℃
，保温时间为
1h
～
4h。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按摩尔份数计，所述助烧剂包括
0.001
～
0.01
份的
Al2O3、0.01
～
0.05
份的
SiO2和
0.003
～
0.015
份的
TiO2。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次球磨满足以下条件至少之一：第二研磨介质和所述煅烧料的质量比为
(1
～
3):1
；第二球磨分散介质和所述煅烧料的质量比为
(1
～
3):1
；所述二次球磨的转速为
200
～
250r/min
；球磨时间为
15h
～
30h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周远翔，杨达，姜贵敏，滕陈源，张云霄，王妮妮，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：