[发明专利]一种类钙钛矿型热敏电阻材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种类钙钛矿型热敏电阻材料，该材料采用Pechini法进行制备，以六水硝酸钇，三水硝酸铜，钛酸四丁酯，四水硝酸锰为原料，以乙二醇为聚合剂，以柠檬酸为螯合剂，进行络合配位反应，经混合搅拌、加热、干燥、研磨、煅烧、再研磨，冷等静压成型、高温烧结、涂烧电极，即可得到类钙钛矿结构的Y_2/3Cu₃Ti_4‑xMn_xO₁₂（0.1≤x≤1）热敏陶瓷材料，材料常数为材料常数为B_‑50/250=3579K‑4302 K，温度25℃电阻率为1.70×10⁴Ω•cm‑2.20×10⁷Ω•cm。采用本发明制备的类钙钛矿型热敏电阻材料性能稳定，灵敏度高，该热敏电阻材料在温度‑50℃~250℃范围具有明显的负温度系数特性，材料体系电性能稳定，灵敏度高，适合制造热敏电阻器。

技术领域

本发明涉及一种类钙钛矿型热敏电阻材料及其制备方法，该热敏电阻材料在温度﹣50℃-250℃范围具有明显的负温度系数特性，是一种适用于制造热敏电阻器的新型热敏电阻材料。

背景技术

温度的监测和控制与我们的日常生活息息相关，温度传感器无论是在家用中、工业上，还是在实验室、医疗中都无处不在。负温度系数(NTC)热敏电阻器由于其具有可靠性高、体积小、响应时间快、价格低廉等多重优势，因此被广泛运用于各行各业中。负温度系数(NTC)热敏电阻根据使用温区可以分为低温(≤60℃)热敏电阻，常温(﹣60℃-300℃)热敏电阻和高温(≥300℃)热敏电阻。近年来，类钙钛矿型负温度系数热敏电阻在高温温区(≥300℃)，表现出灵敏度高、稳定性好的优异性能，引起人们的极大兴趣。但是其在常温温区(﹣60℃-300℃)的应用一直未得到研究关注。弥补类钙钛矿型NTC热敏电阻在常温温区的应用范围，这一研究工作将会很有意义，也就给新型常温热敏电阻材料的开发提出了新的挑战性课题。

很多方法都致力于通过离子掺杂、引入二元相或改变制备方法来调节电学性能。本发明对Pechini法制备的Y_2/3Cu₃Ti_3.5Mn_0.5O₁₂热敏电阻材料电学性能进行了初步研究，其材料常数为3820K，有望用于制造热敏电阻器。考虑到Mn⁴⁺与Ti⁴⁺同为变价离子且具有相近的离子半径，Mn⁴⁺取代Ti⁴⁺可调节Y_2/3Cu₃Ti_3.5Mn_0.5O₁₂热敏电阻材料电学性能，制造不同电性能参数的热敏电阻器。

本发明从Y_2/3Cu₃Ti_3.5Mn_0.5O₁₂的半导体特性出发，通过四水硝酸锰掺杂设计合成了类钙钛矿型Y_2/3Cu₃Ti_3.5Mn_0.5O₁₂(0.1≤x≤1)热敏电阻材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种类钙钛矿型热敏电阻材料及其制备方法，该材料采用Pechini法制成，以六水硝酸钇，三水硝酸铜，钛酸四丁酯，四水硝酸锰为原料，以乙二醇为聚合剂，以柠檬酸为螯合剂，进行络合配位反应，经混合搅拌、加热、干燥、研磨、煅烧和再研磨，冷等静压成型，高温烧结，涂烧电极，即可得到类钙钛矿型热敏电阻材料，材料常数为B_-50/250＝3579K-4302K，温度25℃电阻率为1.70×10⁴Ω·cm-2.20×10⁷Ω·cm。采用本发明制备的类钙钛矿型热敏电阻材料性能稳定，一致性好，该热敏电阻材料在温度﹣50℃-250℃范围具有明显的负温度系数特性，材料体系电性能稳定，一致性好，适合制造热敏电阻器。