[实用新型]一种多层结构V2O3限流元件

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种V₂O₃限流元件，尤其是一种多层结构V₂O₃限流元件。

背景技术

长期以来，掺杂 BaTiO₃陶瓷一直是人们所熟悉的典型 PTC 材料，施主掺杂 BaTiO₃陶瓷在居里点附近电阻增加10³-10⁷倍，显示出显著的 PTC 特性。 BaTiO₃PTC热敏陶瓷元件在电子设备、家用电器等方面获得了极为广泛的应用，但由于其 PTC 待性来源于陶瓷晶界效应，不可避免地受电压和频率的影响，同时在掺杂 BaTiO₃陶瓷中难以获得很低的常温电阻率（<3Ω·cm）和较大的通流能力（> 3A ) ，因而材料在大电流条件下的应用受到限制。让设计人员无法做出更多更好的选择，阻碍了电子工业的进步。因此，急需提供高电压和大电流的一种多层结构V₂O₃限流元件。

发明内容

本实用新型的目的是提供高电压和大电流的一种多层结构V₂O₃限流元件。

本实用新型的一种多层结构V₂O₃限流元件基本构思是：掺杂V₂O₃陶瓷是一种新型PTC材料，同BaTiO₃陶瓷相比，其PTC效应来源于体内温度诱发的M-I相变，这种体效应不受电压和频率的影响，而且该材料具有低的常温电阻率（10^-2-10^-4Ω·cm）和大的通流能力，与 BaTiO₃等 PTC 材料比较，它们具有如下几个优点：1、临界温度（ CTR ）范围窄小，开关性能特好；2、室温电阻率为10^-2-10^-4Ω·cm，比 BaTiO₃ 低2-3个数量级，特别适用于大电流强度场合应用；3、材料电压／频率没有相关性，应用范围广；4、材料热敏性由体效应引起，而 BaTiO₃系 PTC材料由边晶界引起，V₂O₃系PTC材材料的特殊性质可使元件微型化。因此，可利用材料相变时电阻率、磁化率的突变而广泛应用于无接触点热电开关，热动继电器，温度探测器，智能加热器，大电流限流元件等。但是V₂O₃陶瓷与 BaTiO₃陶瓷热敏机理不同，V₂O₃ 材料属于体效应材料， M-I相变等热过程中各晶粒产生非均匀性形变，而陶瓷材料本身又缺乏足够的塑性形变机制补偿这种非均匀形变．相变时晶胞体积变化达1-1.3 % 。因此使用和制备过程中产生的应力十分巨大，微米晶粒级陶瓷材料容易产生微裂缝，造成电性能稳定性差，使用寿命短的致命缺陷,细化陶瓷晶粒、增加晶界减少应力、提高材料韧性是解决问题的有效途径。

本实用新型需要解决的技术问题是：克服PTC陶瓷限流元件存在不易低阻化，易分层；V₂O₃限流元件存在易碎裂，寿命短。

在本实用新型中，其将介质陶瓷粉末、V₂O₃导电陶瓷粉末分别与粘合剂混合而配制成介质陶瓷浆料及导电陶瓷浆料，这些浆料可用涂布或印刷的方式成型，然后干燥固化。交替采用涂布或印刷与固化步骤，可制成高精度的生坯。再经排胶烧结，即可制成多层的电子陶瓷元器件。

本实用新型的一种多层结构V₂O₃限流元件为各种规格的超小型，大电流的限流元件。可以满足下述技术指标：1、尺寸：0402/0603；2、常温电阻：0.2-100Ω；3、使用寿命>1000次。