[发明专利]一种低电阻率高B值负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及NTC热敏陶瓷材料及制备领域，尤其是一种低电阻率高B值负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

   低电阻率高B值负温度系数NTC热敏陶瓷属功率型热敏电阻，主要应用于温度补偿和抑制浪涌电流。中国专利（CN101118793A ）公开了一种低电阻率高B值负温度系数负温度系数热敏电阻芯片，该专利是通过加入TiO₂、Cr₂O₃、Nb₂O₅、WO₃、Pr₆O₁₁中2-3种氧化物将Mn-Ni-Cu 系制成的低电阻率膜片，所制备材料电阻率在几十Ω·m范围，B值在3000以下。中国专利（CN101157550A）公开一种低阻高B值Mn-Ti-Cu系尖晶石结构热敏电阻材料。该材料采用Mn-Ti-Cu氧化物为基材，加入Zn-Ca-Nb组成的添加剂，材料质量配比为MnO₂: TiO₂: CuO = (65-75): (5-15): (10-20)，添加剂质量配比为ZnO: CaO: Nb₂O₅=30:60:10。所制备的材料在25℃时的电阻率为20-100Ω·cm，25℃-50℃温区的B值为2600-3300K。中国专利（CN101618959A ）公开一种低电阻率高B值负温度系数负温度系数热敏材料。专利所述材料主要由Mn-Co-Cu-O氧化物组成，并加入Fe₂O₃-C-TiO₂-Cr₂O₃的合成物，其中Mn₂O₄: Co₃O₄: CuO: 合成物=（31%-41%）：（35%-40%）：（19%-26%）:（1.5%:5.5%）。该热敏材料在25℃的电阻率为5 - 20Ω·cm，B值在3600以下。中国专利（公开号CN101183578）公开一种低阻高B值Co基二元Mn-Co系热敏片式陶瓷材料。该专利采用二元Mn-Co氧化物为基材，以硅、钙、镁、锆中一种或多种为添加剂。其中Mn：Co = 0.4~0.9:1，添加剂的含量控制在0.3~10%。所制备材料的电阻率在300~500Ω·m，B值在3800~4250K。该系材料虽实现低阻高B值，但所使用Co氧化物的成本较高。

中国专利（CN101123134A ）公开一种复合低电阻率、高B值负温度系数热敏电阻及其制备方法。该元件的芯片为两个低电阻层之间夹一层高B值热敏电阻层的复合结构，低电阻层由Mn-Ni-Cu-Ca构成，其元素之间的摩尔比Mn：Ni：Cu：Ca = 2.6:1.3:1.8:0.3；高B值层由重量百分比为Mn: Co: Cu: Ti: Nb = 3.6:1.4:0.6:0.2:0.2组成。采用扎膜技术分别制成低电阻层的低电阻膜片和形成高B值层的高B值膜片，并叠合制成复合膜片，高温煅烧制成NTCR。该方法所制备材料电阻率可达几Ω·m，B值4100K，但制备工艺相对复杂。

    参照以上发明技术背景的特点与不足，本发明选材为成本相对较低的MnNiFeO₄系陶瓷材料。一般制备方法，常压烧结所获得的MnNiFeO₄热敏陶瓷常温电阻率在80~500Ω·m，B值在2800～3300K。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在现有常规MnNiFeO₄系陶瓷材料的基础上通过适当添加在高温负压状态下可变价的钛、铜、锡、钴、锌离子，通过负压烧结方式获得的低电阻率高B值负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法。

上述目的通过以下方案实现：

一种低电阻率高B值负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于：该热敏陶瓷材料的名义化学组成为(MnNiFe)_1-x/3M_xO₄，M代表钛、铜、锡、钴、锌。

所述的一种低电阻率高B值负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于：所述的x的取值范围为0~0.24。

所述的一种低电阻率高B值负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于：所述的x的优化范围在0.06~0.15。