高溫無鉛ptc材料以及生產工藝的製作方法

2023-06-12 17:36:21 1

專利名稱：高溫無鉛ptc材料以及生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高溫無鉛PTC材料以及生產工藝，它屬於熱敏陶瓷加 工材料技術領域。 背景糹支術
目前居裡溫度高於12 (TC的PTC材料的製備工藝技術都是通過摻雜鉛 元素來改善其微觀結構，提高其宏觀特性的，而鉛元素它的有毒性又是眾 所周知，含鉛的PTCR從製備、使用到回收循環使用都存在鉛危害。無鉛 BaTi03基PTC陶資提高居裡點的研究，近年來是一個熱門領域。目前國內 外對無鉛鐵電體和壓電體的研究取得了一定的成就，而BaTi03系列的無鉛 高溫PTC材料研究很少。高溫無鉛PTC的關鍵是尋找不含鉛的高居裡溫度固 溶物用以調整複合PTC材料的居裡溫度，以解決目前高居裡溫度的PTC材料 因含鉛對環境的汙染和對人類造成的危害。
現有的高溫無鉛PTC材料一般採用固相合成法將Bi203、 Na2C03、 Ti02 三種原料預先混合研磨合成(Bi1/2Na1/2) Ti03 (簡稱BNT )粉體，BaC03、 Ti02 混合研磨合成BaTi 03粉體，然後將兩種合成粉料與其它添加劑 一起混合研 磨、造粒、成型、燒結、電極製備成品。使用此摻雜技術及工藝，容易造 成材料組分偏移，導致產品性能不穩定、生產重複性差、居裡點漂移或使 材料不能半導化。 發明內容:本發明的目的在於提供一種製備性能穩定、PTC效應較強、耐壓水平 較高，生產再現性強的高溫無鉛PTC材料以及生產工藝。
本發明是這樣實現的
一種高溫無鉛PTC材料，它包括主原料、半導化劑、摻雜劑和燒結助 劑，其特徵在於所述的主原料為碳酸鋇BaC03、碳酸鍶SrC03、碳酸鈣CaCO" 碳酸鈉^20)3、氧化鉍81203和二氧化鈦1102;半導化劑為氧化鈮NbA、氧 化釔丫203、氧化鑭La"3、氧化銻Sb203和氧化鉭Ta20s中的至少兩種，所述的 半導化劑的添加量佔材料總量的摩爾百分比為O. 05 ~ 5. 0%mol;所述的主 原料各種成分和半導化劑的摩爾配比為
(Bax SrY Caz)卜加(Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE1;其中X:O. 5-1.0; Y=0. 10~ 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1. 10; a=0. 0005 ~ 0. 050; E,為半導化劑；
所述的摻雜劑為氧化錳Mn02,添加量佔材料總量的O. 10 ~ 0. 20°/。mol; 所述的燒結助劑包括氧化鋁A1A、氧化矽Si02和添加劑，所述的添加劑包 括氧化鎂MgO、氮化矽Si孔、氮化硼BN和氧化銅CuO中的至少一種，添加量 佔材料總量的摩爾百分比為5 ~ 10°/。mol，所述的燒結助劑和添加劑在總材 料中的配比量為
(Bax SrY Caz) ^ (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE" bE2+ cE3。其中X4.5 1.0; Y=0. 10 ~ 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1. 10; a=0. 0005 ~ 0.050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05 — 0.10; EA半導化劑，E2為摻雜劑，E3為燒結助劑。
所述的半導化劑為氧化鈮NbA、氧化釔YA、氧化鑭1^203、氧化銻SW)3和氧化鉭Ta205中的至少兩種，添加量佔材料總量的摩爾百分比為 0. 05~5. 0%mol,其中具體每個成分所佔的摩爾百分比為Nb205: 0. 01 ~ 0. 10°/。mol, Y203: 0. 15 ~ 0. 25°/。mol, La203: 0. 05 ~ 0, 15%mol, Sb203: 0.1 0 ~ 0. 20%mol, Ta205: 0. 10 ~ 0. 20°/。mol。
所述的燒結助劑包括氧化鋁Al20"氧化矽Si02和添加劑，所述的添加 劑包括氧化鎂MgO、氮化矽ShN,、氮化硼(BN)和氧化銅CuO中的至少一種， 添加量佔材料總量的摩爾百分比為5 ~ 10%mo 1,其中具體每個成分所佔的 摩爾百分比為A1203: 2. 5 ~5. 0%mol， Si02: 2. 5 ~ 4. 5%mol, MgO: 0. 20~ 0. 30%mol， Si3N4: 0. 10 ~ 0. 20°/。mol， BN: 0. 10 ~ 0. 20%mol ， CuO: 0. 10~ 0. 20%nol。
所述的主原料為碳酸鋇BaC03、碳酸鍶SrC03、碳酸釣CaC03、碳酸鈉 Na2C03、氧化鉍Bi203和二氧化鈦Ti02;半導化劑為氧化鈮NbA、氧化釔丫203; 摻雜劑為氧化錳Mn02,燒結助劑為氧化鋁Al203和氧化矽Si02,燒結助劑的 添加劑為氧化鎂MgO;所述的各成分的摩爾配比為(Bax SrY Caz)卜m (Bi1/2Na1/2) Jin03+aE!+bE2+cE"其中X-O, 82; Y=0. 10; Z=0. 08; m=0. 10; n=1.08; E!為半導化劑仰205加入量0. 0005mol, 丫203加入量0. 0020mol; E2 為摻雜劑MnO2加入量為0. 0010mol; E3—燒結助劑:八1203加入量為0. 05mol; SiO2加入量0. 04mol; MgO加入量O. 0020mol。
本發明的工藝步驟如下
首先準備所需原材料，主原料為碳酸鋇BaC03、碳酸鍶SrCO"碳酸4丐 CaC03、碳酸鈉Na2C03、氧化鉍8〖203、 二氧化鈥Ti02;半導化元素為三價或 五價的稀土^L量元素，且必須用兩種或兩種以上的半導化劑共同添加，所選擇使用的半導化劑為氧化鈮NbA、氧化釔丫203、氧化鑭1^203、氧化銻Sb203、 氧化鉭TaA中的至少兩種，添加量佔材料總量的O. 05~5. 0%mol,具體各 種成分的摩爾百分比為歸5: 0. 01 ~ 0. 10%mol, Y203: 0. 15 ~ 0. 25%mol, La203: 0. 05 ~ 0. 15%mol, Sb203: 0. 10 ~ 0. 20%mol, Ta205: 0. 10 ~ 0. 20%mol;
選擇所需要的摻雜劑，所述的摻雜劑為氧化錳Mn02,添加量佔材料總量 的O. 10 ~ 0. 20%mol;
選擇燒結助劑，燒結助劑包括氧化鋁A1A、氧化矽Si02,並添加微 量的氧化4美MgO、氮化矽Si孔、氮化硼BN和氧化銅CuO中的至少一種， 其添加量佔材料總量5 10。/。mo1,具體各種成分的摩爾百分比為A1203: 2. 5~5. 0%mol， Si02: 2. 5 ~ 4. 5%nol, MgO: 0. 20 ~ 0. 30%mol ， Si3N4: 0. 10~ 0. 20%mol， BN: 0. 10 ~ 0. 20%mol， CuO: 0, 10 ~ 0. 20%mol;
首先進行第一次配料
一次配料組成(BaxSrYCaz)"Biu2Nam)Ji力3+aE"其中X:0.5 1.0; Y=0. 10~0. 20; Z=0. 05~0.10; m=0. 05~0. 20; n=l, 0-1.10; a=0. 0005 ~ 0.050; E!—半導化劑；採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、 Ti02主原料與半導化劑一次配料，溼法研磨混合20 24小時， 經壓濾烘乾後進行預燒反應合成，合成溫度11G(TC ~1150°C，合成時 間2~ 3小時；
然後再進行二次配料
二次配料的摩爾配比為(Bax SrY Caz) ^ (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE^ bE2+ cE3。其中X-O. 5~1.0; Y=0. 10~0. 20; Z=0. 05 — 0.10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1. 10; a=0. 0005 ~ 0. 050; b-0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05 ~0.10; E:—半導化劑，E2—摻雜劑，E3—燒結助劑；燒結助劑、摻雜劑
在二次配料時加入，與合成料溼法研磨混合20 24h，經造粒、成型、
燒結、電極製備成品。
本發明的優選工藝步驟如下
半導化劑丫203在一次配料時添加； 所述的一次配料組成(Bax SrY Caz)卜(Bi1/2Na1/2) Jin03+ a^，其 中X-0.5 1.0; Y=0. 10~0. 20; Z=0. 05-0.10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=1.0~ 1.10; a產O. 00025 ~ 0. 025; E一半導化劑；採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、匸02主原料與半導化劑丫203—次配料，溼法研磨混合20 ~ 24h， 經壓濾烘乾後進行預燒反應合成，合成溫度11Q(TC ~1150°C，合成時間 2h~3h;
然後進行二次配料半導化劑沘205和摻雜劑、燒結助劑在二次配料時 添力口；
二次配料組成(Bax SrY Caz)卜加(Bi1/2Na1/2) Jin03+ +bE2+ cE3。其中X-O. 5~1. 0; Y=0. 10~0. 20; Z=0. 05 — 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=1.0~l. 10; a產O. 00025 - 0. 025; a2=0. 00025 ~ 0. 025 ; a = a丄+a2 b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05-0.10; 半導化劑，E2—摻雜劑，E「燒結 助劑，半導化劑NbA和摻雜劑Mn02、燒結助劑在二次配料時加入，與合成 料溼法研磨混合20 24h,經造粒、成型、燒結、電極製備成品。 本發明的另 一優選工藝步驟如下 半導化劑NbA和Y203以及摻雜劑Mn02在一次配料時添加； 所述的一次配料組成(Bax SrY Caz) n (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE!+bE"其中X-O. 5 ~ 1. 0; Y-O. 10 ~ 0. 20; Z-O. 05 ~ 0. 10; m-O. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1.10; a=0. 0005 ~ 0.050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; Ei—半導化劑，E2—摻雜劑； 採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、匸02主原料與半導化劑^205和丫203 以及摻雜劑Mn02—次配料，溼法研磨混合20 24小時，經壓濾烘乾後進行 預燒反應合成，合成溫度1100。C ~1150°C,合成時間2 3小時；
然後進行二次配料燒結助劑Ah03, 、 Si02和MgO在二次配料時添加； 二次配料組成(Bax SrY Caz) —m (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE! +bE2+ cE3。 其中X-0.5 1. 0; Y=0. 10~0. 20; Z=0. 05~0.10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0~ 1,10; a=0, 0005 ~ 0. 050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05~0.10; E!—半導化 劑，E2—摻雜劑，E3—燒結助劑，燒結助劑在二次配料時加入，與合成料 溼法研磨混合20 - 24h,經造粒、成型、燒結、電極製備成品。
本發明通過優化摻雜技術及制定合理工藝，採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、 Ti02主原料與半導化元素Nb、 Y、 La、 Sb、 Ta中的至少兩種 進行一次配料，溼法研磨混合，進行預燒反應合成。摻雜元素Mn及燒結助 劑A1、 SiMg、 Si (Si3N4) 、 B、 Cu中的至少一種元素在二次配料時加入， 與合成料混合研磨，之後經造粒、成型、燒結、電極可製備性能穩定、PTC 效應較強、耐壓水平較高，生產再現性強的高溫無鉛PTC產品。解決了高 溫無鉛PTC生產再現性差的技術難題，為實現高溫無鉛PTC成果產業化奠定 基礎。
本發明新型高溫無鉛PTC材料的電性能參數 居裡溫度Tc: 120°C~ 250°C; oc係數6%~20%;
12P升阻比>3; 耐電壓>150V/mm。


圖l為本發明實施例l樣品的電阻一溫度特性曲線； 圖2為本發明實施例2樣品的電阻一溫度特性曲線； 圖3為本發明實施例3樣品的電阻一溫度特性曲線。
具體實施例方式
實施例l:半導化劑同時在一次配料時添加，摻雜劑、燒結助劑同時在 二次配料中添加；
在本實施例中，原材料組成(Bax SrY Caz) ^ ( Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE!+ bE2+cE3。其中X-O. 82; Y=0. 10; Z=0. 08; m=0. 10; n=l. 08; E,—半導化劑: NbA加入量O. Q005mo1, 丫203加入量0. Q020mol; E2—摻雜劑Mn02加入量 0.0010mol; E3—燒結助劑:入1203加入量0. 05mol; Si02加入量0. 04mol; Mg0 加入量O. 0020mol。
本實施例各種原料依據上述的摩爾配比計算，稱取各主原料的重量為 BaC03: 145.64g、 SrC03: 13.29g、 CaC03: 7.21g、 Bi203: 11. 65g、 Na2C03: 2.65g、 Ti02: 86. 29g,半導化劑為NbA: 0. 1329g、 Y203: 0.4517g。
第一次配料將上述的八種原料以化合物的形式加入球磨罐中，以酒 精作研磨介質，混合料溼磨24h;出罐壓濾後放入120。C乾燥箱中烘乾，裝 入坩堝後在110(TC下保溫2h預合成。
二次配料時加入摻雜劑和燒結助劑，即Mn(k 0. 08694g、Al203: 5. 0980g、 Si02: 2. 4032g、 MgO: 0. 08062g，加水溼磨24h後烘乾，加入適量粘結劑PVA混合造粒，幹壓成型24mm"5mri^2. 5mm坯片，將坯片》文入1300°C氮氣爐中 高溫燒結lh成瓷，然後對成瓷片進行氧化熱處理，磨片清潔乾淨後上電極 測試性能。
樣品性能參數如下電阻值106Q，居裡點Tc: 160.6°C, a係數9.99， e升阻比2.791E+3,耐電壓>150V/mm，其R-T曲線見圖1。 實施例2:
半導化劑丫203在一次配料時添加，半導化劑Nb205和摻雜劑Mn02及燒結助 劑在二次配料時添加。
一次配料稱取原料為BaC03: 145. 64g、 SrC03: 13. 29g、 CaC03: 7. 21g、 Bi203: 1 1. 65g、 Na2C03: 2. 65g、 Ti02: 86. 29g、 Y203: 0. 4517g,將此七種 原料按組成配比以化合物的形式加入球磨罐中，以酒精作研磨介質，混合 料溼磨24h;出罐壓濾後放入120。C乾燥箱中烘乾，裝入坩堝後在1100。C下 保溫2h預合成。
二次配料時加入NbA: 0. 1329g、 Mn02: 0. 08694g、 A1203: 5. 0980g、 Si02: 2. 4032g、 MgO: 0. 08062g，加水溼磨24h後烘乾，加入適量粘結劑PVA 混合造粒，幹壓成型24mo^l5miipH2. 5mm坯片，將坯片》丈入130(rC氮氣爐中 高溫燒結lh成瓷，然後對成資片進行氧化熱處理，磨片清潔乾淨後上電極 測試性能。
樣品性能參數如下電阻值6252Q，居裡點Tc: 159. 1°C, a係數6.58， e升阻比7. 117E+2,耐電壓〉150V/跳其R-T曲線見圖2。 本實施例的其他部分與實施例l相同。 實施例3:半導化劑NbA和Y203以及摻雜劑Mn02在一次配料時添力口，燒結助劑在 二次配料時添加；
一次配料稱取原料為BaC(k 145. 64g、 SrC03: 1 3. 29g、 CaC03: 7. 21g、 Bi203: 11. 65g、 Na2C03: 2. 65g、 Ti02: 86. 29g、 Nb205: 0. 1 329g、 Y203: 0. 4517g、 Mn02: 0. 08694g,將此九種原料按組成配比以化合物的形式加入球磨罐中， 以酒精作研磨介質，混合料溼磨24小時；出罐壓濾後放入120。C乾燥箱中 烘乾，裝入坩堝後在1100。C下保溫2小時預合成。
二次配料時加入八1203: 5, 0980g、 Si02: 2. 4032g、 MgO: 0. 08062g，加 水溼磨24h後烘乾，再加入適量的粘結劑PVA混合造粒，幹壓成型為 24mm*15mm*2. 5隨坯片，將坯片放入1300。C氮氣爐中高溫燒結lh成資，然 後對成瓷片進行氧化熱處理，磨片清潔乾淨後上電極測試性能。
樣品性能參數如下電阻值4910Q，居裡點Tc: 152.2°C， a係數6.87， e升阻比8.748E+2,耐電壓>150V/mm， R-T曲線見圖3。
本實施例的其他部分與實施例l相同。
1權利要求
1、一種高溫無鉛PTC材料，它包括主原料、半導化劑、摻雜劑和燒結助劑，其特徵在於所述的主原料為碳酸鋇BaCO3、碳酸鍶SrCO3、碳酸鈣CaCO3、碳酸鈉Na2CO3、氧化鉍Bi2O3和二氧化鈦TiO2；半導化劑為氧化鈮Nb2O5、氧化釔Y2O3、氧化鑭La2O3、氧化銻Sb2O3和氧化鉭Ta2O5中的至少兩種，所述的半導化劑的添加量佔材料總量的摩爾百分比為0.05～5.0％mol；所述的主原料各種成分和半導化劑的摩爾配比為(BaX SrY CaZ)1-m(Bi1/2Na1/2)mTinO3+aE1；其中X＝0.5～1.0；Y＝0.10～0.20；Z＝0.05～0.10；m＝0.05～0.20；n＝1.0～1.10；a＝0.0005～0.050；E1為半導化劑；所述的摻雜劑為氧化錳MnO2，添加量佔材料總量的0.10～0.20％mol；所述的燒結助劑包括氧化鋁Al2O3、氧化矽SiO2和添加劑，所述的添加劑包括氧化鎂MgO、氮化矽Si3N4、氮化硼BN和氧化銅CuO中的至少一種，添加量佔材料總量的摩爾百分比為5～10％mol，所述的燒結助劑和添加劑在總材料中的配比量為(BaX SrY CaZ)1-m(Bi1/2Na1/2)mTinO3+aE1+bE2+cE3。其中X＝0.5～1.0；Y＝0.10～0.20；Z＝0.05～0.10；m＝0.05～0.20；n＝1.0～1.10；a＝0.0005～0.050；b＝0.0010～0.0020；c＝0.05～0.10；E1為半導化劑，E2為摻雜劑，E3為燒結助劑。
2、 如權利要求1中所述的高溫無鉛PTC材料，其特徵在於所述的半導化劑 為氧化鈮卵205、氧化釔丫203、氧化鑭1^203、氧化銻3^03和氧化鉭1&205中的至少兩種，添加量佔材料總量的摩爾百分比為O. 05~5. 0%mol,其中 具體每個成分所佔的摩爾百分比為Nb205: 0. 01 ~ 0. 10°/ mol， Y203: 0. 15 ~ 0. 25%nol, La203: 0. 05 ~ 0. 15%mol， Sb203: 0. 10 — 0. 20%mol， Ta205: 0. 1 0 -0.20%(mol)。
3、 如權利要求1中所述的高溫無鉛PTC材料，其特徵在於所述的燒結助劑 包括氧化鋁A1A、氧化矽Si02和添加劑，所述的添加劑包括氧化鎂MgO、 氮化矽Si孔、氮化硼(BN)和氧化銅CuO中的至少一種，添加量佔材料 總量的摩爾百分比為5 ~ 10°/ mol，其中具體每個成分所佔的摩爾百分比 為A1203: 2. 5 ~ 5. 0%mol， Si02: 2. 5 ~ 4. 5%mol， MgO: 0. 20 ~ 0. 30%mol， Si3N4: 0. 10~ 0. 20%mol， BN: 0. 10 ~ 0. 20%mol, CuO: 0. 10 ~ 0. 20%mol。
4、 如權利要求1中所述的高溫無鉛PTC材料，其特徵在於所述的主原料為 碳酸鋇BaC03、碳酸鍶SrC03、碳酸鉤CaC03、碳酸鈉化20)3、氧化鉍81203 和二氧化鈥Ti(V，半導化劑為氧化鈮NbA、氧化釔丫203;摻雜劑為氧化 錳Mn02，燒結助劑為氧化鋁Al203和氧化矽Si02,燒結助劑的添加劑為氧 化鎂MgO;所述的各成分的摩爾配比為(Bax SrY Caz) n (Bi1/2Na1/2) Ji力3+aE一bE2+cE3，其中X-O. 82; Y=0. 10; Z=0. 08; m=0. 10; n=l. 08; E!為半導化劑NbA加入量O. 0005mol, 丫203加入量0. 0020mol; Ez為摻 雜劑MnO2加入量為0. 0010mol; E3—燒結助劑:八1203加入量為0. 05mol; Si02加入量0. 04mol; MgO加入量O. Q02Gmo1。
5、 一種權利要求1中所述的高溫無鉛PTC材料的生產工藝，其特徵在於它 包括如下的工藝首先準備所需原材料，主原料為碳酸鋇BaCO"碳酸鍶SrC03、碳酸鈣CaC03、碳酸鈉Na2C03、氧化鉍Bi^、 二氧化鈦TiO"半導化元素為三 價或五價的稀土微量元素，且必須用兩種或兩種以上的半導化劑共同 添加，所選擇使用的半導化劑為氧化鈮NbA、氧化釔Y^3、氧化鑭1^203、 氧化銻Sb力3、氧化鉭TaA中的至少兩種，添加量佔材料總量的O. 05~ 5. 0%nol，具體各種成分的摩爾百分比為Nb205: 0. 01 ~ 0. 10°/。mol, Y203: 0. 15 ~ 0. 25%mol, La203: 0. 05 ~ 。. 15%mol, Sb203: 0. 10 ~ 0. 20°/。mol, TaA: 0. 10 ~ 0. 20%mol;選擇所需要的摻雜劑，所述的摻雜劑為氧化錳Mn02,添加量佔材料總量 的O. 10~ 0. 20°/。mol;選擇燒結助劑，燒結助劑包括氧化鋁Al20"氧化矽Si02，並添加微 量的氧化鎂MgO、氮化矽Si^、氮化硼BN和氧化銅CuO中的至少一種， 其添加量佔材料總量5 10。/。mo1，具體各種成分的摩爾百分比為A1203: 2. 5~5. 0%mol， Si02: 2. 5~4. 5%mol， MgO: 0. 20 ~ 0. 30%mol, Si3N4: 0. 10~ 0. 20%mol， BN: 0. 10 ~ 0. 20%mol, CuO: 0. 10 ~ 0. 20%mol; 首先進行第一次配料一次配料組成(BaxSrYCaz)卜m(Bh/2Na"2)JL03+aEi,其中X—. 5~ 1.0; Y=0. 10-0.20; Z=0. 05-0.10; m=0. 05 - 0.20; n=l. 0-1.10; a=0. 0005 ~ 0, 050; Ei—半導化劑;採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、 Ti02主原料與半導化劑一次配料，溼法研磨混合20 ~ 24小時， 經壓濾烘乾後進行預燒反應合成，合成溫度11G(TC ~1150°C,合成時 間2 ~ 3小時；然後再進行二次配料二次配料的摩爾配比為(Bax SrY Caz) ^ ( Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE一 bE2+ cE3。其中X-O. 5 — 1.0; Y=0. 10-0.20; Z=0. 05 — 0.10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1. 10; a=0. 0005 ~ 0. 050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05 ~ 0. 10; E:—半導化劑，E2—摻雜劑，E3—燒結助劑；燒結助劑、摻雜劑在二次 配料時加入，與合成料溼法研磨混合20 24h，經造粒、成型、燒結、 電極製備成品。
6、如權利要求1中所述的高溫無鉛PTC材料的生產工藝，其特徵在於它包 括如下的工藝半導化劑丫203在一次配料時添加；所述的一次配料組成(Bax SrY Caz)卜m (Bi1/2Na1/2) Jin03+ a!E"其 中X-O. 5 ~ 1. 0; Y=0. 10 — 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0~ 1.10; a產O. 00025 ~ 0. 025; E!—半導化劑；採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、 Ti02主原料與半導化劑Y203—次配料，溼法研磨混合20 24h，經壓濾烘乾後進行預燒反應合成，合成溫度110(TC 115(TC,合 成時間2h 3h;然後進行二次配料半導化劑NbA和摻雜劑、燒結助劑在二次配料時 添力口；二次配料組成(Bax SrY Caz)卜 ( Bi1/2Na1/2) Jin03+ & a2E! +bE2+ cE3。 其中X-O. 5-1.0; Y=0. 10 ~ 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1.10; a產O. 00025 ~ 0. 025; a2=0. 00025 ~ 0. 025 ;a = a!+a2 b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05~0. 10; E,—半導化劑，E2—摻雜劑，E3— 燒結助劑，半導化劑NbA和摻雜劑Mn02、燒結助劑在二次配料時加入，與合成料溼法研磨混合20 24h，經造粒、成型、燒結、電極製備成品。
7、如權利要求1中所述的高溫無鉛PTC材料的生產工藝，其特徵在於它包 括如下的工藝半導化劑Nb205和Y203以及摻雜劑Mn02在一次配料時添加；所述的一次配料組成(Bax SrY Caz) ^ (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE!+bE2， 其中X-O. 5 — 1. 0; Y=0. 10-0.20; Z=0. 05 — 0.10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=1.0~1.10; a=0. 0005 ~ 0. 050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; Ei—半導化劑, E2—摻雜劑；採用BaC03、 SrC03、 CaC03、 Bi203、 Na2C03、 Ti02主原料與 半導化劑Nb205和Y203以及摻雜劑Mn02—次配料，溼法研磨混合20~ 24小 時，經壓濾烘乾後進行預燒反應合成，合成溫度110(TC-115(TC,合 成時間2 ~ 3小時；然後進行二次配料燒結助劑Ah03, 、 Si02和MgO在二次配料時添加；二次配料組成(Bax SrY Caz) ^ (Bi1/2Na1/2) Jin03+ aE, +bE2+ cE3。其 中X-O. 5 ~ 1. 0; Y=0. 10 ~ 0. 20; Z=0. 05 ~ 0. 10; m=0. 05 ~ 0. 20; n=l. 0 ~ 1.10; a=0. 0005 ~ 0. 050; b=0. 0010 ~ 0. 0020; c=0. 05~0. 10; E,—半 導化劑，E2—摻雜劑，E3—燒結助劑，燒結助劑在二次配料時加入，與 合成料溼法研磨混合20 24h，經造粒、成型、燒結、電極製備成品。
全文摘要
一種高溫無鉛PTC材料以及生產工藝，它屬於熱敏陶瓷加工材料技術領域，包括主原料、半導化劑、摻雜劑和燒結助劑，其特徵在於主原料為碳酸鋇、碳酸鍶、碳酸鈣、碳酸鈉、氧化鉍和二氧化鈦；半導化劑為氧化鈮、氧化釔、氧化鑭、氧化銻和氧化鉭中的至少兩種，半導化劑的添加量佔材料總量的摩爾百分比為0.05～5.0％mol；主原料各種成分和半導化劑的摩爾配比為(BaXSrYCaZ)1-m(Bi1/2Na1/2)mTinO3+aE1；上述各種主要原材料和微量原料經過兩次配料，第一次配料後進行混合料溼磨；出罐壓濾後放入120℃乾燥箱中烘乾，裝入坩堝後在1100℃下保溫2小時預合成，再進行二次配料後加水溼磨24h後烘乾，混合造粒，幹壓成坯片，將坯片放入1300℃氮氣爐中高溫燒結1時成瓷。
文檔編號C04B35/63GK101565305SQ200910106240
公開日2009年10月28日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者郜長福 申請人:郜長福