[发明专利]一种正温度系数钛酸锶压敏电阻器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属复合功能陶瓷新材料领域，特别涉及正温度系数钛酸锶压敏电阻器及其制备方法。

背景技术

钛酸锶压敏电阻器是以SrTiO₃为主材料，添加Nb₂O₅，Sm₂O₃等金属氧化物和稀土氧化物，采用电子陶瓷工艺制成的，用于过电压保护的园片引线型压敏电阻器和用于微电机灭弧消噪的环形压敏电阻器。

SrTiO₃压敏电阻器具有大的介电常数和良好的非线性特性，低的压敏电压和较宽的电压范围，兼有电容-压敏双重功能。在无异常过电压时，它起电容器的作用，可滤除高频干扰，当有瞬态过电压出现时，它作为压敏电阻而吸收过电压，特别是它的电压温度系数比ZnO压敏电阻小，而且可以达到正值，它的电容量温度稳定性又比普通陶瓷电容器好，因此在低电压领域尤其在微电机灭弧消噪方面的的应用前景十分广阔。

温度特性是压敏电阻器的重要性能指标，通常是用压敏电压随温度的变化系数来表示的，对于SrTiO₃压敏电阻，电压温度系数K如下式所示：

式(1)中(E10)₅₀和(E10)₂₅分别表示50℃及25℃时的压敏电压值。

k值的绝对值越小越好。k值为正值时，压敏电阻承受瞬态浪涌和静态功率的能力显著提高，元件的工作稳定性和可靠性进一步改善。国际上从八十年代起，首先由日本松下，TDK，太阳诱电公司和村田公司相继推出SrTiO₃压敏电阻器，并商品化。国内从八十年代后期开始研究，于九十年代初期推出商品，产品的电性能参数基本满足当时用户的要求，但是产品的温度特性较差，一般温度系数为负值，也即随环境温度的升高，样品的压敏电压会降低，最终导致非线性特性变差，对微电机及其它电子设备或器件的保护效果减弱直至失去保护作用。

20世纪80年代，日本SrTiO₃压敏电阻器的电压温度系数大约为-0.5％/℃，1990年日本太阳诱电和TDK的产品标准中规定为-0.3％/℃，实际产品为-0.15％/℃，到2002年从市场上见到的日本TDK的SrTiO₃压敏电阻的电压温度系数是+0.05％/℃，为正值。

国内1995年在广州生产定型时温度系数为-0.35％/℃，经过多年的研制和改进，仍然在-0.3％/℃～-0.35％/℃范围内波动。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供一种工艺稳定性及适应性特别优异的正温度系数钛酸锶压敏电阻器及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种正温度系数钛酸锶压敏电阻器，其特征在于，该电阻器由以下组分及含量(摩尔份，下同)的原料制成：Sr_(1-x-y)Ba_xCa_yTiO₃ 100份，半导化添加剂0.01～5.00份，改性添加剂0.01～5.00份，烧结助剂0.001～3.00份。

所述的Sr_(1-x-y)Ba_xCa_yTiO₃，x+y≤1，x＝0.1～0.8，y＝0.1～0.8。

所述的半导化添加剂包括Nb₂O₅，Ta₂O₅，WO₃的高价离子至少一种，同时添加Y₂O₃，Sm₂O₃，Pr₆O₁₁，Nd₂O₃，Eu₂O₃的稀土金属氧化物至少一种。

所述的改性添加剂包括Sb₂O₃，MnCO₃，Cr₂O₃，CuO的至少一种。

所述的烧结助剂包括SiO₂。

将上述主成分规定为100mol％时，其它添加剂为外加成分，因此总数量大于100mol％。上述第二成分为0.01-5.0mol％内，第三成分为0.01-5.0mol％，第四成分为0.001-3.0mol％