[发明专利]一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器。

背景技术

负温度系数(NTC)热敏电阻具有高灵敏度、微型的特点，在许多家电、信息行业需求极大，但传统的热敏电阻器的参数指标已不能满足目前市场需求，开发具有高B值，低阻值且稳定性好、精度高可用于抑制浪涌电流的热敏电阻器有很好的市场前景。传统的NTC热敏电阻陶瓷材料一般由锰、钴、镍等过度金属的氧化物组成，这类热敏材料B值高，其电阻率高，B值低，其电阻率也低，很难获得高B值，低阻值(B≥3400K、R≤1000Ω)特性的电阻器。为了生产出高B值，低阻值且稳定性好可用于抑制浪涌电流的NTC热敏电阻元件，其关键就是要从材料体系的组成和配比上加以改进。

另外，随着热敏电阻器多层片式化的发展，要求实现NTC热敏陶瓷材料与内电极的共烧。Mn-Co-Ni-O系NTC热敏半导体陶瓷的烧结温度高达1200-1250℃，只能使用Ag-Pd内电极，成本昂贵。要降低材料的烧结温度至950℃以下，使用相对廉价的Ag电极是关键性技术环节。目前，降低材料的烧结温度一般是采用添加烧结助熔剂的方法。

本发明针对目前亟需的高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的NTC元器件为背景，根据对热敏电阻器B值、烧结温度低、阻值和可靠性的需求为依据，对原材料体系、配方、制备方法及烧结工艺等方面进行了设计与优化，本发明首先对材料体系和配方进行研究，在传统的MnCoNiO三元系材料基础上加入适量的工业冶金助熔剂PbO，组成MnNiCoPbO四元系材料，使材料的烧结温度及元件的参数、稳定性及精度方面达到要求；此外采用环氧树脂作为封装材料，提高热敏电阻器的成品率、互换性、稳定性以及可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器，该电阻器以锰、钴、镍、铅的氧化物为原料，采用氧化物固相法制备粉体材料，粉体经干燥、煅烧、预压成型、烧结、涂烧电极、采用环氧树脂封装后制成负温度系数热敏电阻器，该电阻器具有高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的特点，适用于抑制浪涌电流及冰箱、空调等的温度测量、控制和线路补偿。克服了现有技术的不足。

本发明所述的一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器，该热敏电阻是以锰、钴、镍、铅的氧化物为原料，采用氧化物固相法制备粉体材料，粉体经干燥、煅烧、预压成型、烧结、涂烧电极、采用环氧树脂封装后制成，其中所述原料各组分的配比为摩尔百分比：Mn∶Ni∶Co∶Pb＝44.5-51∶1.5∶46∶1.5-8。

所述的含铅四元系负温度系数热敏电阻器的制备方法，按下列步骤进行：

a、按摩尔百分比：Mn∶Ni∶Co∶Pb＝44.5-51∶1.5∶46∶1.5-8分别称取分析纯原料Mn₃O₄、Co₃O₄、Ni₂O₃、PbO粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料∶球∶水＝1∶4∶1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间8h；

b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120℃下烘干12h后取出手工研磨分散，得到的粉体在500℃煅烧2h，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；

c、将步骤b中的粉体材料以30-40Kg/cm²的压力进行压块成型，时间为1-10min，然后于温度850-950℃高温烧结2h，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；

d、将烧结的陶瓷块体材料正反两面涂烧银电极，采用镀锡铜线为引线，环氧树脂封装后即得热敏电阻器；

e、将所得的热敏电阻器于温度150℃老化500h，检测其阻值变化率为1％-4％，电阻器参数为B_25/50＝3485-4106K，B值允许偏差：±1％，R_25℃＝70-630Ω，阻值允许偏差：±3％。

步骤d中所述陶瓷块体材料尺寸为Φ10mm×1mm的圆片。

具体实施方式

实施例1：

a、按摩尔百分比：Mn∶Ni∶Co∶Pb＝44.5∶1.5∶46∶8分别称取分析纯原料Mn₃O₄、Co₃O₄、Ni₂O₃、PbO粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料∶球∶水＝1∶4∶1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间8h；