[发明专利]电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷、陶瓷芯片及制备方法

说明书

本申请涉及热敏陶瓷领域，具体公开了一种电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷、陶瓷芯片及制备方法。一种电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷采用Co₃O₄、Mn₃O₄、NiO、Fe₂O₃、ZnO、MgO、稀土元素矿物盐制成，由于MgO和稀土元素矿物盐的协同作用，NTC热敏陶瓷获得了致密度高且耐湿热、老化率低的效果，一种电热水器快速测温用陶瓷的制备方法，通过球磨、成型、等静压、烧结等步骤制得的电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷致密度高，耐湿热、老化率低，能适应出水口的湿热环境。NTC热敏陶瓷经切划片步骤得到的电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷芯片致密度高且耐湿热、老化率低，改善了由于出水口的NTC热敏陶瓷芯片长期处于湿热环境中，NTC热敏陶瓷芯片容易老化导致损坏的问题。

技术领域

本申请涉及热敏陶瓷领域，更具体地说，它涉及电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷、陶瓷芯片及制备方法。

背景技术

随着国民生活水平提高，人们对于舒适用水的要求亦越来越高，电热水器因其恒温出水而成为消费者家庭用水的首选。为了保证电热水器能够持续恒温出水及其安全性，一般都会加入NTC热敏陶瓷作为温度监测的元器件。

电热水器想要实现精确控温，一般是通过设置在出水口的NTC热敏陶瓷芯片实现的。但是由于出水口的NTC热敏陶瓷芯片长期处于湿热环境中，NTC热敏陶瓷芯片容易老化导致损坏。

发明内容

为了改善由于出水口的NTC热敏陶瓷芯片长期处于湿热环境中，NTC热敏陶瓷芯片容易老化导致损坏的问题，本申请提供一种电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷、陶瓷芯片及制备方法。

本申请提供的一种电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷、陶瓷芯片及制备方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷，采用如下的技术方案：一种电热水器快速测温用NTC热敏陶瓷，按重量百分比计，由以下原料制成：13-15％Co₃O₄、30-32％MCo₃O₄、24-26％NiO、14-17％Fe₂O₃、1-2％ZnO、5-7％MgO、其余为稀土元素矿物盐。

通过采用上述技术方案，以13-15％Co₃O₄、30-32％MCo₃O₄、24-26％NiO、14-17％Fe₂O₃、1-2％ZnO、5-7％MgO、其余为稀土元素矿物盐的原料制得的NTC热敏陶瓷耐湿热性能好、老化率低。试验发现，Mg²⁺与稀土元素矿物盐能产生协同作用，使得NTC热敏陶瓷在具有适用于电热水器的电阻率和B值的基础上提高NTC热敏陶瓷耐湿热性能，降低老化率，原因可能在于，NTC热敏陶瓷呈尖晶石结构，部分离子如:Mn³⁺离子和Mn⁴⁺离子一般倾向于进入B位,而Mn²⁺离子则倾向于进入A位，在尖晶石结构中，由于B-B位之间的距离略小于A-A位之间的距离，所以电子会在距离较短的B位Mn³⁺离子和Mn⁴⁺离子之间进行跳跃，产生跳跃电导。此时，尖晶石结构处于亚稳状态，Mg²⁺与稀土元素金属离子协同作用，占据尖晶石结构中A位，保持Mn³⁺离子和Mn⁴⁺离子在B-B位之间跳跃，而非在A-B位之间跳跃，因而MgO和稀土元素矿物盐对电阻率和B值影响不大，但能使得尖晶石结构维持亚稳状态。当尖晶石结构打破亚稳状态时，金属离子位置变动很大，从而导致陶瓷性能急剧变化，也就是老化。而Mg²⁺与稀土元素金属离子协同作用，占据尖晶石结构中A位，使得尖晶石结构维持亚稳状态能使得陶瓷致密度更高，且耐湿热性能好、老化率低。