[发明专利]一种高B低阻型测温复合热敏电阻材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高B低阻型测温复合热敏电阻材料及其制备方法，该材料是由La₂O₃、MnO₂、Co₂O₃和Ni₂O₃为原料，分别组成Ni‑Mn‑O，La‑Mn‑Co‑O体系，将低电阻率的钙钛矿相和高B值的尖晶石相复合，采用氧化物固相法制备出两种单相体系尖晶石相NiMnO和钙钛矿相LaMnCoO的粉体；将研磨后的两种单相材料进行双相混合研磨，经过压制成型，冷等静压，高温烧结，即可制成高B低阻型测温复合热敏电阻材料。其电性能参数为：B_25/50=4260‑1373K，ρ₂₅=5067‑15Ω·cm，电阻漂移率：2.0%‑0.2%。该材料的阻值和B值可调，具有高B值低电阻，稳老化定性高，一致性好，可重复的特点，适用于多种类型的高灵敏度测温热敏电阻及低温下温度的测量，控制和线路补偿等。

技术领域

本发明涉及热敏电阻材料领域，特别是涉及一种采用氧化物固相法制备复合相负温度系数热敏电阻材料。

背景技术

近年来，随着科技信息技术和电气化的快速普及和发展，NTC热敏电阻的需求日益增大，这些需求不断提高了对测控温精度的要求，此外，NTC热敏电阻的使用环境也更加苛刻，这对NTC热敏电阻的参数逆势(低B高阻或高B低阻)可调、高精度、高可靠、高稳定性、微型化提出了新的挑战。探索新型NTC热敏材料体系变得十分迫切。特别是一些高B值低阻值热敏电阻元件，这是因为，高B低阻型热敏电阻器灵敏度高，能够检测微弱信号，抑制浪涌电流等优点。高B值低电阻的负温度系数热敏材料是制造高灵敏度热敏电阻机器传感器的核心技术，多层结构的片式热敏电阻单层化有赖于高B值低电阻材料的开发，功率型浪涌热敏电阻也要求低电阻率，高B值材料，以降低元件的残留电阻，减少电阻体上的功率耗散，提高产品的过载能力，一些微弱温度信号的检查(如生物工程)要求传感器具有很高的灵敏度。传统的热敏电阻材料一般由Mn、Co、Ni等过渡金属氧化物组成，这类材料遵循的一般规律是:电阻率增大时B值也会相应增大，在特定环境下，该参数指标已不能满足目前市场需求。B值是NTC热敏电阻的材料常数，是特定温度下设备灵敏度的量度。单一相的热敏电阻材料很难做到B值和电阻率逆势变化，高B高阻型热敏电阻材料，在低温使用时因阻值较大数据将无法读取，无法满足特殊客户之要求；而低B低阻的热敏电阻材料由于材料常数B值较低，其灵敏度不高，无法满足一些高灵敏度传感器的的要求。

根据氧化物半导体的性质，原子外层电子的交换决定了材料的电阻率，载流子激活能的大小决定了B值大小，若要同时保持较高的激活能并维持导带中有较大的载流子浓度，只有通过改变材料的能级结构，在禁带中形成杂质能级，采用材料的结构复合，使具有低电阻率的材料(如反尖晶石)与高B值材料(如钙钛矿结构)形成复合机构网络，利用结构“加合效应”和渗流原理，实现材料特性的复合，利用复合陶瓷材料中组成相性能上的取长补短，达到单一相材料所不能获得的优良性能以获得低电阻率、高B值的热敏材料。

发明内容

本发明目的在于，提供一种高B低阻型测温复合热敏电阻材料及其制备方法，该材料是由La₂O₃、MnO₂、Co₂O₃和Ni₂O₃为原料，分别组成Ni-Mn-O，La-Mn-Co-O体系，将低电阻率的钙钛矿相和高B值的尖晶石相复合，采用氧化物固相法制备出两种单相体系尖晶石相NiMnO和钙钛矿相LaMnCoO的粉体；将研磨后的两种单相材料进行双相混合研磨，经过压制成型，冷等静压，高温烧结，即可制成高B低阻型测温复合热敏电阻材料。其电性能参数为：B_25/50＝4260-1373K,ρ₂₅＝5067-15Ω·cm，电阻漂移率：2.0％-0.2％。该材料的阻值和B值可调，具有高B值低电阻，稳老化定性高，一致性好，可重复的特点，适用于多种类型的高灵敏度测温热敏电阻及低温下温度的测量，控制和线路补偿等。