[发明专利]在空气中烧结的铁铬铝厚膜电阻浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种在空气中烧结的铁铬铝厚膜电阻浆料及其制备方法和应用，所述厚膜电阻浆料按质量百分比计，包括50～90％的铁铬铝合金粉，0.5～10％高活性无定型高纯硼粉，1～20％玻璃粘接相，有机载体，0～3％铝粉，0～3％锌粉，0～10％镍粉，0～3％氧化硅，0～3％氧化铝，0～3％氧化锆。本发明提供的厚膜电阻浆料极大的降低了厚膜电阻浆料的成本，用于不锈钢基板厚膜电阻元件、氧化铝陶瓷厚膜电阻元件、微晶玻璃板厚膜电阻元件、石英玻璃板厚膜电阻元件、氮化铝板厚膜电阻元件和氮化硅板厚膜电阻元件上，具有极强的市场竞争力和广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及电阻浆料技术领域，特别地，涉及一种可在空气中烧结的铁铬铝大功率厚膜电阻浆料及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技的发展，大功率厚膜电热元件(其功率一般大于100瓦，常规的功率范围在1000瓦以上)，因其体积小、重量轻、加热速度快、环保节能，日益取得广泛的应用。大功率厚膜电阻浆料，采用丝网印刷、高温烧成工艺在高热导率基片上制作大功率厚膜电热元件，是其重要的关键基础材料。大功率厚膜电阻浆料，一般采用贵金属粉体如钌、银、钯、铂、铱、金等作为导电功能相。这些贵金属材料性能优良，在高温烧成过程中形成的氧化物能在高温下还原成单质(如银、钯、铂等)，或者形成的氧化物具有良好的半导体特性(如氧化钌等)，具有稳定的电阻率、电阻温度系数和化学稳定性，具有良好的可重复性和一致性，是制备大功率厚膜电阻浆料的理想材料，因此得到了广泛的应用。但这些贵金属粉体材料价格昂贵，极大地推高了大功率厚膜电阻浆料的成本，使得大功率厚膜电热元件仅仅能用于附加值较高的场合，限制其取得更大的市场应用。

贱金属化是厚膜电阻浆料的重要发展方向。采用贱金属粉体如镍、铬、铜、锌、铝等作为功能相，取代价格昂贵的贵金属粉体，是当前重要的研究和发展方向。但在高温烧成过程中，贱金属粉体极容易与空气中的氧形成氧化物，从而失去导电性。因此，贱金属厚膜电阻浆料，需要在氮气、氩气等保护气体中烧结。虽然贱金属厚膜电阻浆料的材料成本下降了，但工艺成本以及购买气氛保护炉设备的固定投入增加了，综合成本并没有得到明显的改善。因此，急需开发可在空气中烧结的贱金属电阻浆料，才能真正满足市场竞争和发展的需要。

发明内容

本发明目的在于提供一种可在空气中烧结的铁铬铝大功率厚膜电阻浆料，以解决上述现有技术中存在的技术问题。本发明提供的电阻浆料极大的降低了厚膜电阻浆料的成本，具有极强的市场竞争力和广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明提供了一种在空气中烧结的铁铬铝厚膜电阻浆料，按质量百分比计，包括50～90％的铁铬铝合金粉，0.5～10％的高活性无定型高纯硼粉，1～20％的玻璃粘接相，10～22％的有机载体，0～3％的铝粉，0～3％的锌粉，0～10％的镍粉，0～3％的氧化硅，0～3％的氧化铝，0～3％的氧化锆。

进一步的，所述铁铬铝合金粉成分包括FeCr21Al14、FeCr25A15、FeCr13A14中的一种或几种，所述铁铬铝合金粉粉为球形，且纯度大于99.9％，平均粒径为1-10微米，最大粒径不超过25微米，采用真空雾化法生产。

进一步的，所述高活性无定型高纯硼粉的纯度为99.9％以上，粒径为0.1-2微米。

进一步的，所述铝粉、锌粉和镍粉均为球形，平均粒径为2-5微米，最大粒径不超过25微米。

进一步的，所述玻璃粘接相包括15～35％的CaO，10～25％的Al₂O₃，10～25％的SiO₂，10～20％的Bi₂O₃，5～10％的ZnO，0～8％的TiO₂，0～5％的ZrO₂，0～6％的B₂O₃。

进一步的，所述玻璃粘接相的软化点为750～780度，热膨胀系数为7.5～8.5*10^-6/K；平均粒径为1～5微米。