基高居裡溫度ptc陶瓷材料的製作方法

2023-04-25 02:44:56

基高居裡溫度ptc陶瓷材料的製作方法
【專利摘要】一種BaTiO3基高居裡溫度PTC陶瓷材料。採用加入Na2CO3、Bi2O3和TiO2調整BaTiO3基PTC半導體陶瓷材料的居裡溫度(＞120℃)，避免採用傳統的配方中引入鉛氧化物或鉛的鹽類，以鉛元素作為移動劑來提高BaTiO3基PTC陶瓷材料的居裡溫度，解決了鉛對環境造成的汙染問題。
【專利說明】BaT13基高居裡溫度PTC陶瓷材料

【技術領域】
[0001 ] 本發明屬於電子陶瓷材料及其製備。

【背景技術】
[0002]目前BaT13基高居裡溫度的PTC材料中常採用引入鉛元素作為移動劑，使其居裡溫度高於120°C (周東祥等，半導體陶瓷及應用，華中理工大學出版社，p90)，但這種高溫PTCR材料在生產中和廢品處理過程中會造成鉛對環境的汙染，因此歐盟等已經開始限制和禁止鉛的使用。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是在BaT13基PTCR配料中加入非鉛加入物以提高其居裡溫度，製備出高居裡溫度的PTCR陶瓷材料。
[0004]本發明的複合PTCR熱敏電阻陶瓷材料按照摩爾比的主配方為:(l_x)BaC03+0.5xBi203+0.5xNa2C03+(l.01+2x)Ti02,其中 x 為 0% ?8%。其它少量加入物為0.0010Nb205+0.05% Sb203+0.03%Mn02+0.45% Si02+0.17% A1203° 按照配方的摩爾比，用精度為千分之一天平稱取BaCO3和T12，用萬分之一天平稱取Nb2O5和Sb2O3，採用料:球:水= 1:1: 2的質量比將配料溼法球磨6?24小時。將混磨後的料漿置於烘箱中在110?120°C左右烘乾。將烘乾料經1000?1100°C下保溫2?4小時進行預合成。在預合成料中按照配方的摩爾比，用精度為萬分之一的天平配入Mn02、Si02、Al203、Bi203和Na2CO3，以料:球:水=I: I: 1.5的質量比將配料球磨6?24小時。球磨料在110?140°C條件下烘乾，加入質量百分比為6?8 %的5?7% PVA (聚乙烯醇)水溶液為粘合劑進行造粒，造粒料通過40目篩。用100?100Mpa將造粒料幹壓成型。成型後的試樣放在有二氧化鋯粉做墊料的氧化鋁墊板上，片與片間用二氧化鋯粉隔開，然後放入高溫電爐中，控制升溫速度在350?400°C /h，在1200°C?1350°C條件下燒成0.15?3.5小時，其中在150°C和250°C各保溫20分鐘。燒成後試樣隨爐冷卻到室溫。將燒成後瓷片上的二氧化鋯墊料清除後，在其兩平面上均勻塗敷歐姆接觸銀電極漿料，在450°C下燒滲10分鐘。
[0005]本發明的突出優點是採用加入Na2CO3和Bi2O3調整BaT13基PTC半導體陶瓷材料的居裡溫度(> 120°C )，實現高居裡溫度的PTC半導體陶瓷材料無鉛化。

【具體實施方式】
[0006]按配方的摩爾比用千分之一天平稱取BaC03+l.018Ti02,再用萬分之一天平稱取0.0OlOmolNb2O5和0.05% Sb2O3，採用料:球:水=1:1:2的質量比將配料溼法球磨12h小時。混磨後的料漿置於烘箱中在110?140°C左右烘乾。然後將烘乾料經1050°c下保溫2小時進行預合成。在預合成料中按照配方的摩爾比，用精度為萬分之一的天平配入0.03%MnO2^0.45 % Si02、0.17 % Α1203、0.002Bi203、0.002Na2C03，以料:球:水=I: I: 1.5的重量比進行球磨2 4小時。球磨料在12 (TC條件下烘乾，加入質量百分比為7 %的5 %PVA(聚乙烯醇)粘合劑進行造粒，造粒料通過40目篩。在350MPa壓強下將造粒料壓製成Φ 1mmX 3mm圓片試樣。成型後的試樣放在有二氧化鋯粉做墊料的氧化鋁墊板上，片與片間用二氧化鋯粉隔開，然後放入高溫電爐中，控制升溫速度在360°C /h，在1250°C條件下燒成2h，其中在150°C和300°C各保溫15分鐘。燒成後試樣隨爐冷卻到室溫。將燒成後瓷片上的二氧化鋯墊料清除後預熱，在其兩平面上均勻塗敷歐姆接觸銀電極漿料，在450°C下燒滲10分鐘，製成本發明複合PTC材料的樣品。樣品的測量結果為:T。= 175°C，升阻比=14,室溫電阻率P = 52Ω.cm。
【權利要求】
1.一種BaT13基高居裡溫度PTC陶瓷材料，其特徵在於按照摩爾比的主配方為(1-x) BaC03+0.5xBi203+0.5xNa2C03+(l.01+2x)Ti02,其中 x 為 0% ?8%，其它加入物為0.0010Nb205+0.01Ti02+0.05% Sb203+0.03% Μη02+0.45% Si02+0.17% Al2O30
2.—種BaT13基高居裡溫度PTC陶瓷材料，其特徵在於製備方法為:按照權利要求1的配方比，用精度為千分之一天平稱取BaCOjP T12，用萬分之一天平稱取Nb2O5和Sb2O3，採用料:球:水=I: I: 2的質量比將配料溼法球磨6?24小時；然後將混磨後的料漿置於烘箱中在110?120°C左右烘乾；將烘乾料經1000?1100°C下保溫2?4小時進行預合成；在預合成料中按照配方的摩爾比，用精度為萬分之一的天平配入]?1102、5102、41203、81203和Na2CO3,以料:球:水=I: I: 1.5的重量比將配料球磨6?24小時，球磨料在110?120°C條件下烘乾；加入質量百分比為5?8%的5% PVA(聚乙烯醇)水溶液粘合劑進行造粒,造粒料通過40目篩；用100?100Mpa將造粒料幹壓成型；成型後的試樣放在有二氧化鋯粉做墊料的氧化鋁墊板上，片與片間用二氧化鋯粉隔開，然後放入高溫電爐中，控制升溫速度在350-400°C /h，在1200°C?1300°C條件下燒成0.2?4小時，其中在150°C和250°C各保溫20分鐘；燒成後試樣隨爐冷卻到室溫；將燒成後瓷片上的二氧化鋯墊料清除後，在其兩平面上均勻塗敷歐姆接觸銀電極漿料，在450°C下燒滲10分鐘。
【文檔編號】C04B35/468GK104402431SQ201410689944
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】曲遠方, 馬金淼, 曲志民 申請人:天津鑫華智聯新型材料科技有限公司