[发明专利]一种锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料的制备方法，该方法材料结构由上层结构为低阻相的锰酸镧与氧化钇的复合相和下层结构高阻相的氧化钇双层结构组成，通过以碳酸锰，氧化镧，氧化钇为原料，经过研磨、煅烧、研磨、压块成型、冷等静压成型、高温烧结，即得到锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料，其材料常数B_500‑800℃的范围为(9738‑18937)×(1±2%)K，温度800℃电阻值的范围为(0.26‑1.34)×(1±2%)MΩ。采用本发明制备的锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷具有负温度系数特性，材料体系电性能稳定，一致性较好，适合制造用于高温下宽温区环境连续测温的热敏电阻器。

技术领域

本发明涉及一种锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料的制备方法，该热敏陶瓷材料在400-1000℃温度范围内具有明显的负温度系数特性，是一种适用于制造高温下宽温区热敏电阻器的新型陶瓷材料，该双层结构具有在较宽范围内调节热敏电阻阻值的特征，属于半导体传感器领域。

背景技术

敏感材料与元器件是国家确定的电子信息产业的三大支柱之一，现已被认为是最具有发展前途的电子技术产品，发展敏感器件对提升我国电子工业在国际上地位有举足轻重的作用。热敏电阻具有可靠性好、灵敏度高、价格低廉等特点，已被广泛应用于日常生活用电器和工业设备的温度传感与控制。NTC热敏电阻主要的应用包括：抑制浪涌电流、温度补偿、温度测量与控制。为满足航空工业和日常生活的测量宽温区应用需求，宽温区热敏电阻材料已成为NTC热敏电阻领域新的发展趋势和研究热点。

LaMnO₃是一种钙钛矿结构的稀土锰氧化合物，结构紧密，且具有高度的几何匹配性和化学匹配性，同时LaMnO₃是一种具有负温度系数特性的材料。将LaMnO₃与高阻相的Y₂O₃构成的双层结构陶瓷既满足NTC特性，又能满足在宽温区内连续测温。

本发明通过将低阻相的锰酸镧与氧化钇复合相与高阻相的氧化钇制成双层结构，在较宽范围内调节材料的电阻值且对材料的B值影响相对较小，获得的双层热敏电阻材料体系适用于制造中高温下宽温区环境应用的热敏电阻。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料的制备方法，该方法材料结构由上层结构低阻相的锰酸镧与氧化钇复合相和下层结构高阻相的氧化钇双层结构组成，通过以碳酸锰，氧化镧，氧化钇为原料，经过研磨、煅烧、研磨、压块成型、冷等静压成型、高温烧结，即得到锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料，其材料常数B_500-800℃的范围为(9738-18937)×(1±2％)K，温度500℃电阻值的范围为(8.2-22.8)×(1±2％)MΩ。采用本发明得到的锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料，具有负温度系数特性，材料体系电性能稳定，一致性较好，适合制造用于高温下宽温区环境中使用的热敏电阻器。

本发明所述的一种锰酸镧与氧化钇双层结构的负温度系数热敏复合陶瓷材料的制备方法，该方法中涉及的材料结构由上下两层结构制成，其中上层为锰酸镧与氧化钇复合相(1)，下层为氧化钇(2)，具体操作按下列步骤进行：

a、将原料La₂O₃、MnCO₃按摩尔比1:2准确称量，置于玛瑙研钵研磨5-8h，得到混合均匀的粉体材料；

b、将步骤a中得到的粉体材料于温度900℃-1050℃煅烧2-5h，再次研磨6-9h，得到锰酸镧粉体；

c、将原料Y₂O₃与LaMnO₃按摩尔比Y:La＝1-3.5:9-6.5准确称量，置于玛瑙研钵均匀混合研磨6-9h得到锰酸镧与氧化钇复合相(1)粉体；