[发明专利]一种复相NTC热敏陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及NTC热敏陶瓷，具体是一种复相NTC热敏陶瓷及其制备方法。

背景技术

NTCR(Negative Temperature Coefficient Thermistor)即负温度系数热敏电阻器件，其电阻随 温度的升高而减小。NTC热敏电阻一般是用过渡金属氧化物半导体陶瓷材料制成，电阻率随 着温度的升高而呈指数减小，是理想的温度传感器材料。NTC热敏陶瓷材料种类众多，根据 组成可分为氧化物系和非氧化物系，结构可为尖晶石型、钙钛矿型、萤石型、金红石型等。 NTC热敏陶瓷的主要用途有温度补偿、抑制浪涌电流、温度检测和自动增益调整等。

但是对于过渡族金属氧化物体系，为了使其成为半导体陶瓷，一般要在1300℃或者更高 的温度下烧结，因而具有如下缺点：能源消耗大，窑炉维护成本高且容易损坏。并且，传统 NTC热敏陶瓷中原料中的Cu、Ni、Co等过渡族金属氧化物和稀土氧化物在自然界中含量较 低，开发成本较高，对应提高了NTC热敏陶瓷的成本。因此需要一种能够在较低温度下烧结 的成本相对较低的半导体陶瓷作为替代。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种同时具有较高材料常数B值和较低 室温电阻率，且成本低、工艺简单的复相NTC热敏陶瓷及其制备方法。

实现本发明的技术方案是：

它以BaCO₃、SnO₂和Bi₂O₃为主要原料，分别合成具有钙钛矿结构的BaSnO₃和BaBiO₃化合物，经球磨混合均匀后烧结，形成复相半导体陶瓷，其成分可以用通式 100BaSnO₃-xBaBiO₃来表示，其中x表示摩尔分数，0<x≤100。

其制备工艺是：

1.以SnO₂与BaCO₃为原料按化学式BaSnO₃化学计量比进行配比，然后湿法球磨使其混 合均匀，烘干后经1300℃保温2小时合成BaSnO₃坯料。

2.以Bi₂O₃与BaCO₃为原料按化学式BaBiO₃化学计量比进行配比，然后湿法球磨使其混 合均匀，烘干后经800℃保温8小时合成BaBiO₃坯料。

3.BaSnO₃和BaBiO₃陶瓷坯料按100BaSnO₃-xBaBiO₃比例配料，混合后二次球磨烘干； 也可在BaSnO₃和BaBiO₃混合陶瓷坯料中掺杂微量锑及稀土元素氧化物，混合后二次球磨烘 干。在掺杂或非掺杂100BaSnO₃-xBaBiO₃混合陶瓷坯料中加入PVA粘结剂干压成型，在600 ℃保温2小时排出粘结剂，再在1100～1300℃烧结2～5小时，最后随炉冷却至室温。陶瓷片 双面被银电极。

本制备方法可通过调整BaSnO₃与BaBiO₃的摩尔比、掺杂物摩尔百分含量和烧结工艺来 调控本材料体系的电学性能。

本发明的新型复相NTC热敏陶瓷材料，具有优良的热敏性能。性能测试表明，该热敏陶 瓷B值可达到5000K以上，室温电阻率可降至200Ω·m，实现热敏电阻元件低阻、高B值的 特性，可采用传统陶瓷制备技术和工业用原料获得，制备工艺简单、稳定，具有实用性。

附图说明

图1本发明实施例1中产物ρ-T曲线。

图2本发明实施例2中产物ρ-T曲线。

图3本发明实施例3中产物ρ-T曲线。

具体实施方式

实施例1：

以SnO₂与BaCO₃为原料按化学式BaSnO₃进行配比，以无水乙醇为介质湿磨，烘干后经 1300℃保温2小时合成BaSnO₃陶瓷坯料。