[发明专利]一种负温度系数热敏电阻芯片材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及负温度系数（Negative Temperature Coefficient，NTC）热敏电阻，特别是涉及一种用于抑制电路中浪涌电流的NTC热敏电阻的芯片材料及其制备方法。 

背景技术

现有抑制浪涌电流用NTC热敏电阻的芯片，都是采用干法模压成型的工艺制备，但是干法模压成型工艺制备的芯片容易产生应力集中或气孔集中等情况，这些缺陷对NTC热敏电阻性能的影响极其不利，在使用过程中的性能劣化甚至破坏往往都是从这些缺陷处开始，不利于更好的发挥其抑制浪涌电流的作用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种NTC热敏电阻芯片材料及其制备方法。 

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决： 

一种负温度系数热敏电阻芯片材料，热敏粉料包括以下含量的过渡金属氧化物混合粉料：二氧化锰MnO₂ 50~85mol%、氧化亚镍NiO 1~30mol%和氧化铜CuO 1~20mol%；以及还包括添加以下组分中的至少一种：二氧化硅SiO₂ 0.2~5%（重量）、二氧化锆ZrO₂ 0.2~5%（重量）、三氧化二铝Al₂O₃ 0.2~5%（重量）、三氧化二钇Y₂O₃ 0.2~5%（重量），其中，以上的重量百分比表示组分占所述过渡金属氧化物混合粉料的总质量的比。

实验证明以上的配方能提高热敏电阻芯片的抗电流冲击性能和抗老化性能。 

优选地，所述组分为以下中的至少一种：二氧化硅SiO₂ 0.5~2%（重量）、二氧化锆ZrO₂ 0.5~2%（重量）、三氧化二铝Al₂O₃ 0.5~2%（重量）、三氧化二钇Y₂O₃ 0.5~2%（重量）。 

优选地，所述过渡金属氧化物混合粉料的含量为：二氧化锰MnO₂        60~80mol%；氧化亚镍NiO 10~25mol%、氧化铜CuO 5~15mol%。 

优选地，所述热敏粉料还包括添加烧结助剂三氧化二铋Bi₂O₃，所述Bi₂O₃与所述过渡金属氧化物混合粉料的质量比为（0.5~3）%:1。 

添加烧结助剂Bi₂O₃有助于降低材料的烧结温度。 

一种负温度系数热敏电阻芯片的制备方法，依次包括配制浆料、浆料流延成生坯膜片、生坯膜片叠层、等静压成型和焙烧；所述配制浆料步骤包括：在上述任意一项所述的热敏粉料中加入有机溶剂和粘合剂制成浆料，所述有机溶剂的质量为所述热敏粉料质量的1.0-1.3倍，所述粘合剂的质量为所述热敏粉料质量的0.5-0.8倍。 

由于现有的干法模压成型工艺制备的芯片坯体内部各处密度很不均匀，各处密度的最大差别可达0.24g/cm³，容易导致坯体在烧结过程中内部晶粒生长不均匀，而本发明通过在热敏粉料中加入合适配比的有机溶剂和粘合剂，采用流延成型法制备芯片，所得材料的性能比采用干法模压成型更好。 

优选地，所述有机溶剂为醋酸乙酯和丙醇的混合物，其中醋酸乙酯和丙醇的质量比为2:1~4:1。 

采用以上的有机溶剂可以使得热敏粉料中各组分混合的更加均匀，有利于成型。 

优选地，所述粘合剂为邻苯二甲酸二乙酯和异丙醇的混合物，其中邻苯二甲酸二乙酯和异丙醇的质量比为1:2~1:4。 

采用以上的粘合剂以保证浆料的粘度在合适的范围内，有利于流延成型。 

优选地，所述等静压成型是在10～50MPa压力下进行的。 

由于采用等静压成型工艺，使得所述热敏电阻芯片的密度均匀，显著减少了由于密度不均匀引起的缺陷。 

优选地，所述焙烧是在温度1050~1250℃下进行的。 

为适应本发明的方法选择的焙烧温度，经反复实验比较后证明，在相同的配方和制备相同规格的产品时，本发明的焙烧温度比现有的干法成型的焙烧温度低，生产过程中可以节约大量电能，降低成本。 

优选地，所述热敏粉料的浆料是在150～300r/min的转速下球磨10～60h得到的。