[发明专利]一种钨青铜型高温热敏电阻材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钨青铜型高温热敏电阻材料及其制备方法，该材料以碳酸钡、三氧化二钐和二氧化钛为原料，经混合研磨、煅烧、冷等静压成型、高温烧结、涂烧电极，即得到材料常数为B_{400℃/850℃}=15300K‑16400K，温度400℃电阻率为4.8×10⁷Ωcm‑1.43×10⁸Ωcm的钨青铜型高温热敏电阻材料，该热敏电阻材料性能稳定，一致性好，在温度350℃‑1100℃范围具有明显的负温度系数特性，适合制造高温热敏电阻器。

技术领域

本发明涉及一种钨青铜型高温热敏电阻材料及其制备方法，该热敏电阻材料在温度350℃-1100℃范围具有良好的负温度系数特性，是一种适用于制造高温热敏电阻器的新型热敏电阻材料。

背景技术

当代科学与信息技术的迅速发展离不开对新型材料的开发与应用。在对温度的检测、控制和补偿等方面，负温度系数热敏电阻(NTCR)占据着重要的地位。自从电子信息技术的快速发展以来，对新型NTC材料的研究一直是科研工作者的一个研究方向。NTCR广泛应用于家用电器、医疗器械、航空航天、汽车制造等众多领域。然而尖晶石结构热敏电阻材料在高温下相结构不稳定、热敏性能恶化、主要用于温度300℃以下。因此，开展新型结构的高温热敏电阻材料研究对于丰富热敏电阻材料体系具有重要意义。

BaSm₂Ti₄O₁₂材料是具有斜方钨青铜型结构的材料，其原子排列紧密，具有高的体密度，并且该材料具有高的热稳定性。在高温时，BaSm₂Ti₄O₁₂材料中会溢出氧气，从而产生氧空位。通常，氧空位的产生会伴随着自由电子的形成，因而BaSm₂Ti₄O₁₂材料有望作为负温度系数热敏电阻材料。

本发明采用传统固相烧结法制备了BaSm₂Ti₄O₁₂负温度系数热敏电阻，采用不同的烧结条件，制备了温区为350℃-1100℃的钨青铜型高温热敏电阻材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种钨青铜型高温热敏电阻材料及其制备方法，该材料以碳酸钡、三氧化二钐和二氧化钛为原料，经混合研磨、煅烧、冷等静压成型、高温烧结、涂烧电极，即可得到材料常数为B_{400℃/850℃}＝15300K-16400K，温度400℃电阻率为4.8×10⁷Ωcm-1.43×10⁸Ωcm的钨青铜型高温热敏电阻材料。该热敏电阻材料性能稳定，一致性好，在温度350℃-1100℃范围具有明显的负温度系数特性，适合制造高温热敏电阻器。

本发明所述的一种钨青铜型高温热敏电阻材料，该热敏电阻材料以碳酸钡、三氧化二钐和二氧化钛为原料，其化学组成为BaSm₂Ti₄O₁₂，为斜方钨青铜型结构。具体操作按下列步骤进行：

a、按BaSm₂Ti₄O₁₂的组成，分别称取碳酸钡、三氧化二钐和二氧化钛进行混合，将混合的原料置于玛瑙研钵中研磨6-10小时，得到粉体；

b、将步骤a中研磨好的粉体在温度1000℃-1200℃煅烧4-8小时，研磨5-8小时后即得BaSm₂Ti₄O₁₂粉体；

c、将步骤b得到的粉体材料以10-20Kg/cm²的压力进行压块成型，时间为0.5-1.5min，将成型的块体材料进行冷等静压，在压强为250-350MPa下保压1-3min，然后于温度1300℃-1400℃烧结4-8小时，制得高温热敏陶瓷材料；