【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种带有负温度系数电阻的无钴的陶瓷(NTC陶瓷)。此外,提出一种用于制造无钴的NTC陶瓷的方法,所述NTC陶瓷的成分从含钴的NTC陶瓷中推导出。无钴陶瓷的应用是本申请的另一主题。
技术介绍
NTC陶瓷例如能够用于起动电流限制(ICL,保险电流限制)。所述NTC陶瓷是相对低电阻的半导体,所述NTC陶瓷与负载电阻(例如设备)串联而能够抑制出现的起动电流尖峰。由于焦耳加热,NTC陶瓷的电阻能够在运行中在活化能足够高的情况下迅速地进一步下降,由此在短时间之内实现高的电流传导。在例如25℃和100℃之间的特定的温度范围内,NTC陶瓷的电阻率ρT的温度相关性能够良好近似地通过公式ρT=ρ25℃·eB/T来描述。在此,ρ25℃是在基准温度下、即所谓的额定温度下的电阻率,并且根据关系式EA=kB,B常数表示电荷传输的活化能EA。在此,k为波尔兹曼常数。因此,电阻率ρ25℃和B常数是NTC陶瓷的特征参数,并且在例如25℃和100℃之间的特定的温度范围内限定NTC陶瓷的所谓特征曲线的角点。NTC陶瓷例如能够是氧化物陶瓷半导体,所述氧化物陶瓷半导体包括结晶学上等效的晶格格位上的相邻的氧化级中的过渡金属阳离子。由此构成高的体积浓度的可移动的电荷载流子,通过晶格振动热激发所述电荷载流子的运输并且在由相邻的氧化级中的过渡金属阳离子占据的晶格格位之间实现所述电荷载流子的运输。电荷载流子在晶格振动处 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.24 DE 102010024863.01.具有负温度系数的电阻的无钴的陶瓷(NTC陶瓷),所述无钴
的陶瓷具有通式Nia’Cub’Znc’Mnd’O4,其中0.09<a’<0.6、0.02<b’<0.65、
0.12<c’<0.58和1.6<d’<2.1。
2.根据上一项权利要求所述的无钴的NTC陶瓷,所述无钴的NTC
陶瓷具有描述电荷运输的活化能EA的B常数,所述B常数与具有通式
NiaCubCocMndO4的含钴的NTC陶瓷的B常数偏差小于1%,其中
0.09<a<0.6、0.02<b<0.65、0.12<c<0.58和1.6<d<2.1,其中a、b、c和
d分别等于或不等于a’、b’、c’和d’。
3.根据上述权利要求之一所述的无钴的NTC陶瓷,所述NTC陶
瓷具有选自下述的成分:Ni0.5748Cu0.3164Zn0.1440Mn1.965O4、
Ni0.6168Cu0.1712Zn0.2614Mn1.9512O4、Ni0.5508Cu0.1413Zn0.2797Mn2.0280O4、
Ni0.2817Cu0.3274Zn0.3911Mn2.000O4和Ni0.4295Cu0.4183Zn0.1522Mn2.000O4。
4.用于制造无钴的NTC陶瓷的方法,所述NTC陶瓷的成分从具
有通式NiaCubCocMndO4的含钴的NTC陶瓷中推导出,其中0.09<a<0.6、
0.02<b<0.65、0.12<c<0.58和1.6<d<2.1,其中通过Zn置换Co,所述方
法包括以下方法步骤:
A)将NiaCubCocMndO4形式上分解成尖晶石组分,所述尖晶石组
分分别包含至少一种Ni、Cu、Co或Mn的氧化物,
B)通过无钴的尖晶石组分形式上置换至少所述含钴的尖晶石组分,
C)将已至少部分置换的所述尖晶石组分形式上组合成中间阶段,
所述中间阶段具有成分NiαCuβZnγMnδO4,其中0.09<α<0.6、
0.02<β<0.65、0.12<γ<0.58和1.6<δ<2.1,
D)匹配α、β、γ和δ以得到成分Nia’Cub’Znc’Mnd’O4,其中
0.09<a’<0.6、0.02<b’<0.65、0.12<c’<0.58和1.6<d’<2.1,
E)由原材料制造具有成分Nia’Cub’Znc’Mnd’O4的陶瓷,
其中在方法步骤D)中的匹配实现为,使得所述无钴的NTC陶瓷
的电特性与所述含钴的NTC陶瓷的电特性一致。
5.根据上一项权利要求所述的方法,其中在方法步骤A)中的所
述尖晶石组分选自CuMn2O4、NiMn2O4、MnCo2O4、NiCo2O4、Co3O4、
\tCoMn2O4和Mn3O4。
6.根据上一项权利要求所述的方法,其中在方法步骤B)中,所
述无钴的尖晶石组分选自ZnMn2O4、Zn1.5Mn1.5O4和CuMn2O4。
7.根据权利要求4至6之一所述的方法,其中使所述无钴的NTC...
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