[发明专利]高电阻率/低B值热敏材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及负温度系数热敏材料及制备技术，特制涉及一种高电 阻率/低B值热敏材料及其制备方法。

(二)背景技术

负温度系数热敏的基本特性决定热敏材料，通常使用的热敏材料 是由过度金属Mn、Fe、Co、Ni、Cu的氧化物按不同比例配制而成的， 电阻率由几欧姆厘米到几千欧姆厘米，材料常数(B值)从2000-6000K， 用以做成的热敏电阻元件(珠状，片式及圆片式)电阻值为几欧姆至 几兆欧姆.

根据氧化物半导体理论

B=ΔE2K]]>

式中，K为玻尔兹曼常数(8.62*10^-5ev)，ΔE为材料的激活 能，它是载原子由束缚态激发到自由态需要的能量，它与材料电阻率P 的关系是：

P=1NoeueΔE2KT]]>

=1NoeueBT]]>

上式表明高电阻率的材料必然具有高的B值。换言之，要获得高 电阻率/低B值材料是困难的。汽车电子、各种半导体器和传感器的 温度补偿以及宽温区测温要求高电阻值、低B值的元件，比如R25＝1-2K Ω，B＝500-1300K，采用常规的热敏材料配方是无法实现的。高电阻 值/低B值热敏材料已成为当今负温度系数热敏电阻制造的一大难题。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高电阻率/低B值 热敏材料及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的高电阻率/低B值热敏材料，其主配方为Mn-Ni-Cu的金 属氧化物，其特殊之处在于：在主配方中加入SiC、Al₂O₃、Nb₂O₅作为 掺杂物，经陶瓷工艺制成具有尖晶石结构的热敏材料。

本发明的高电阻率/低B值热敏材料，主配方中Mn、Ni、Cu的 摩尔比依次为(1.5-2.0)∶(1.5-2.0)∶(2.0-3.0)，相应的氧化 物为Mn₃O₄、NiO和CuO。相应的氧化物重量比为 Mn₃O₄∶NiO∶CuO＝(24.60-33.089％)∶(24.089-32.40％)∶(51.312-34.51％ )。

本发明的高电阻率/低B值热敏材料，掺杂物中每种占主配方氧 化物的重量百分比为SiC 3-8％，Al₂O₃ 0.2-0.5％，Nb₂O₅ 0.1-0.2 ％。具体为600目的绿色SiC粉料，300目的Al₂O₃和Nb₂O₅。