[发明专利]一种热敏陶瓷材料和由其制得的PTC及PTC制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体陶瓷材料领域，具体涉及一种热敏陶瓷材料，以及由该热敏陶瓷材料制得的热敏电阻和制造该热敏电阻的方法。

背景技术

目前，电源设备(例如：冰箱)受意外大电流冲击的保护方式很多，但未见采用PTC过流保护的方式。由于PTC过流保护的特征，需要一款高可靠性，耗能低的热敏电阻器，用于保护电源设备不因意外大电流造成损坏，该产品的技术要求很高，保护性能既要高于传统保护的可靠性，又要具有极低的残余功率，为了满足这种性能要求，这种PCT必须符合以下参数条件：

1、热敏电阻片本身耐电压要高，对于传统规格的热敏电阻启动片来说(φ16.0*2.5mm，Tc110℃，常温阻值为50Ω±20％)，产品极限耐压应该在900V以上；

2、热敏电阻产品的抗大电流冲击能力要强，可以经受住270V，4A通1分钟断5分钟测试10000次试验；

3、平衡功率要低，在220V通电10分钟以后功率要降低到1.0w左右。

以上3个参数是对用于加热的PTC的基本的性能标准，是由材料特性决定的。如果PTC性能在此标准上有所突破，相应地，家电产品(例如：冰箱)的安全可靠性会大大提升。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得的用于加热的PTC。

本发明还提供了一种制造该PTC的方法。

本发明采用的一个技术方案是：一种热敏陶瓷材料，按摩尔百分比计其成分包括：81.2～83.2份BaCO₃、2.5～4.5份SrCO₃、3.2～5.8份PbO、101.5～102份TiO₂、6.5～9.5份CaCO₃、0.3～0.35份La₂O₅、0.06～0.08份Mn(NO₃)₂以及烧结液相助剂。

在本发明一个较佳实施例中，热敏陶瓷材料的成分按摩尔百分比计包括：83份BaCO₃、4份SrCO₃、5.8份PbO、101.5份TiO₂、7.2份CaCO₃、0.33份La₂O₅、0.07份Mn(NO₃)₂以及烧结液相助剂。

按摩尔百分比烧结液相助剂包括：2.8～3.5份Si2_O3，2.3～2.6份Al₂O₃。

在本发明一个较佳实施例中，烧结液相助剂包括：3.0份Si₂O₃和2.5份Al₂O₃。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耐高电压、耐大电流的PTC，由热敏陶瓷材料制得。该热敏陶瓷材料，按摩尔百分比计其成分包括：81.2～83.2份BaCO₃、2.5～4.5份SrCO₃、3.2～5.8份PbO、101.5～102份TiO₂、6.5～9.5份CaCO₃、0.3～0.35份La₂O₅、0.06～0.08份Mn(NO₃)₂以及烧结液相助剂。将BaCO₃、SrCO₃、PbO、TiO₂、CaCO₃等主晶相成分以及施受主掺杂物和烧结液相助剂按照设计的比例配料混合后经湿法球磨、预烧结、二次湿法球磨、造粒和压片、烧结、表面加工。

所述的湿法球磨是将混合物按比例混合均匀，湿法球磨20～28小时，料∶球∶水的比例为0.5～1.5∶1～3∶1～2，浆料在100～150℃干燥；

优选湿法球磨24小时，料∶球∶水的比例为1∶2∶1.5，浆料在130℃干燥；

所述的预烧结是将湿法球磨后的混合物在温度为1090℃～1100℃下，保温2.5～3.5小时；

优选在1080℃下保温3小时；

所述的二次湿法球磨是将预烧结的混合物再次湿法球磨20～28小时，料∶球∶水的比例为0.5～1.5∶1～3∶1～2，浆料在100～150℃干燥；