[发明专利]一种钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻材料及其制备方法，该材料以CaCO₃、CeO₂、Nb₂O₅、WO₃和Nd₂O₃为原料，经过混合研磨、煅烧、研磨、冷等静压成型、高温烧结，即可得到Ca_1‑xNd_xCeNbWO₈热敏电阻陶瓷材料，其中0≤x≤0.9，其电性能参数为：B_25℃/50℃=4052‑6563K±6%,ρ_25℃=0.102‑1.76×10⁹Ω·cm±7%，500℃高温老化500h后阻值变化率在±6.19%以内。采用本发明制备的钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻材料在温度区间0℃‑600℃内具有明显的负温度系数特性，材料体系电性能稳定，一致性较好，老化性能稳定，是一种适合制造用于宽温区热敏电阻器的新型热敏电阻材料。

技术领域

本发明涉及一种钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻材料及其制备方法，该热敏电阻材料在0℃-600℃范围内具有明显的负温度系数特性，是一种适用于制造宽温热敏电阻器的新型热敏电阻，属于半导体传感器领域。

背景技术

敏感元件和传感器是国家确定的电子信息产业的三大支柱之一，现已被认为是最具发展前途的电子技术产品，发展敏感元器件对提升我国电子工业在国际上的地位具有举足轻重的作用。其中，宽温区热敏电阻器无论是在传统的家电、信息行业，还是医疗、汽车、地质勘探等行业都具有广阔的应用前景，是替代工业用金属传感器的理想产品。传统的尖晶石结构NTC具有一定局限性，使用温度区间范围较窄为-50℃-300℃，且尖晶石结构组成的多元系陶瓷材料的稳定性较差，烧结后材料处于非平衡状态，造成材料电学特性改变，限制其发展。现代材料科学的关键挑战之一就是开发新的化合物并在此基础上改性优化，因此，开发一种可实现宽温区温度测量并且较高温度下性能稳定的新型热敏电阻材料具有重要意义。

适用于高温区温度测量的白钨矿结构CaCeNbWO₈具有高B值和高熔点，并具有优良的高温力学性能和高温稳定性。向CaCeNbWO₈材料掺入一定比例的稀土氧化物Nd₂O₃，从而得到新型的低B值高阻值负温度系数热敏电阻材料。本发明在0℃-600℃范围内具有明显负温度系数特性，材料体系性能稳定，一致性好，老化性能稳定，适于制造宽温区使用热敏电阻器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻材料及其制备方法，该材料以CaCO₃、CeO₂、Nb₂O₅、WO₃和Nd₂O₃为原料，经过混合研磨、煅烧、研磨、冷等静压成型、高温烧结，即可得到Ca_1-xNd_xCeNbWO₈热敏电阻陶瓷材料，其中0≤x≤0.9，其电性能参数为：B_25℃/50℃＝4052-6563K±6％,ρ_25℃＝0.102-1.76×10⁹Ω·cm±7％，温度500℃高温老化500h后阻值变化率在±6.19％以内。采用本发明制备的钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻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，老化性能稳定，适合制造用于高温环境中的热敏电阻器的新型热敏电阻材料。

本发明所述的一种钕掺杂的白钨矿结构负温度系数热敏电阻材料，该热敏电阻材料的化学通式为：Ca_1-xNd_xCeNbWO₈，其中0≤x≤0.9，由原料CaCO₃、CeO₂、Nb₂O₅、WO₃和Nd₂O₃配制而成。