[发明专利]热敏陶瓷材料和其制得的温度传感热敏电阻及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体陶瓷材料领域，具体涉及一种热敏陶瓷材料，以及由该热敏陶瓷材料制得的温度传感热敏电阻和制造该热敏电阻的方法。

背景技术

随着社会环保的需求和设备小型化以及安全化的需求，对于温度传感热敏电阻器的小型化和高性能化提出了更高的要求。为了适应温度传感器件厂家对于该类型产品的需求，开发出一种小型，高耐压性能的热敏电阻器，该产品具有以下一些特点：

1、耐电压高，对于直径为(φ1～φ2)mm，阻值为300～500Ω，居里点为50～80℃的热敏电阻器来说，耐压应该在1000V以上。

2、PTC产品的响应速度快，对于直径为(φ1～φ2)mm，阻值为300～500Ω，居里点为50～80℃的热敏电阻器来说，响应时间为0.1S以内。

如果可以做到以上特点，将会在温度传感器产业上进行一场非常重要的改进，大大减低成本，提高性能，加快该类型产品的国产化进程。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得的温度传感用热敏电阻。

本发明还提供了一种制造该PTC的方法。

本发明采用的一个技术方案是：一种热敏陶瓷材料，按摩尔份数计其成分包括：79～82.5份BaCO₃、17.5～21份SrCO₃、2.5～4份CaCO₃、104～107份TiO₂、0.35～0.40份Y₂O₃、0.03～0.04份Mn(NO3)₂以及烧结液相助剂。

在本发明一个较佳实施例中，热敏陶瓷材料的成分按摩尔份数计包括：79份BaCO₃、21份SrCO₃、3份CaCO₃、106份TiO₂、0.38份Y₂O₃、0.035份Mn(NO3)₂以及烧结液相助剂。

按摩尔份数烧结液相助剂包括：0.8～1.2份Al₂O₃和0.6～0.8份SiO₂。

在本发明一个较佳实施例中，烧结液相助剂包括：1份Al₂O₃和0.7份SiO₂。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种温度传感PTC，由热敏陶瓷材料制得。该热敏陶瓷材料，按摩尔份数计其成分包括：79～82.5份BaCO₃、17.5～21份SrCO₃、2.5～4份CaCO₃、104～107份TiO₂、0.35～0.40份Y₂O₃、0.03～0.04份Mn(NO3)₂以及烧结液相助剂。将BaCO₃、SrCO₃、CaCO₃、TiO₂、等主晶相成分以及施受主掺杂物和烧结液相助剂按照设计的比例配料混合后经湿法球磨、预烧结、二次湿法球磨、造粒和压片、烧结、表面加工等步骤制得。

所述的湿法球磨是将上述混合物湿法球磨20～28小时，料∶球∶水的重量比为0.5～1.5∶1～3∶1～2，浆料在100～150℃干燥；

优选湿法球磨24小时，料∶球∶水的重量比为1∶2∶1.5，浆料在100℃下干燥；

所述的预烧结是将经上述湿法球磨后的混合物在温度为1120～1150℃下，保温2～4小时；

优选在1150℃下保温3小时；

所述的二次湿法球磨是将预烧结的混合物再次湿法球磨20～28小时，料∶球∶水的重量比为0.5～1.5∶1～3∶1～2，浆料在100～150℃干燥；

优选湿法球磨24小时，料∶球∶水的重量比为1∶2∶1.5，浆料在100℃下干燥；

所述的造粒和压片是加入PVA造粒，然后压制成φ2.5mm，密度为3.5g/cm³的圆片；

所述的烧结是在温度为1320℃～1340℃下，保温20～50分钟，2.0～3.0℃/分钟降温到800℃，然后自然降温到室温；

优选烧结温度为1330℃，保温40分钟，2.0℃/分钟降温到800℃；