[发明专利]一种高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：1)取PTC热敏陶瓷原料；2)将PTC热敏陶瓷原料装入球磨罐充分混合球磨，将球磨后得到的浆料放置在干燥箱中烘干，得粉体；3)向粉体加入水，再加入氨水、柠檬酸或草酸中的一种或任意几种的组合物，然后加热进行水热处理，水热处理后的粉末烘干，得PTC热敏陶瓷原料粉体；4)将PTC热敏陶瓷原料粉体采用传统PTC陶瓷的处理工艺处理，得高性能PTC热敏陶瓷。本发明具有制得的PTC热敏陶瓷性能好，原料用量少，成本低，污染小，工艺更加简单，工艺稳定性好的特点。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷掺杂料的处理方法，特别是一种高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺。

背景技术

PTC热敏陶瓷又称为正温度系数热敏陶瓷，正温度系数热敏陶瓷的电阻率随温度升高按指数关系增加。这种特性由陶瓷组织中晶粒和晶界的电性能所决定，只有晶粒充分半导体化、晶界具有适当绝缘性的陶瓷才具有这种特性。常用的正温度系数热敏陶瓷是掺入施主杂质、在还原气氛中烧结的半导体化BaTiO陶瓷，主要用于制作开关型和缓变型热敏陶瓷电阻、电流限制器等。

PTC热敏陶瓷原料的粒度大致在几微米至几十微米。如何将各组分的元素均匀分散到陶瓷中，是提高压敏陶瓷性能的关键因素。

现目前，在PTC热敏陶瓷的实际生产过程中，通常是将原料采用球磨法来处理，但球磨的方法仅仅能将原料球磨至1微米左右，虽然满足了大多数应用的要求，但是在一些高端的应用场合下，使用这些原料的陶瓷的性能还达不到客户的要求。最近几年有采用化学共沉淀、溶解-凝胶法、冷冻干燥法等手段来合成超细原料氧化物，从而提升陶瓷的性能。但是，仍然没有得到理想的效果。而水热法是目前针对陶瓷原料处理的一种新的方法，能够进一步提高原料的处理效果。但是，现目前的水热法仍然存在缺陷，主要体现在：1、现目前的水热法必须利用原料的可溶性盐(主要为硝酸盐)为原料，与碱进行反应，最终制得氧化物，但可溶性盐的价格比氧化物的价格昂贵得多，增加了陶瓷的原料成本；2、原料的可溶性盐最终制得的氧化物的量只是可溶性盐的量的一小部分(以氧化钡的可溶性硝酸钡为例，处理完成后氧化钡为59％，其余31％为硝酸根)，因此，制备氧化物时需要大量的可溶性盐和碱进行反应，进一步增加了陶瓷的原料成本，同时，废液中含有大量的酸根，对环境污染较大；3、可溶性盐与碱的反应体系更加复杂，条件更加苛刻，处理过程中的工艺的稳定性较难把握。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺。本发明具有制得的PTC热敏陶瓷性能好，原料用量少，成本低，污染小，工艺更加简单，工艺稳定性好的特点。

本发明的技术方案：一种高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：

1)取BaO、TiO₂、SrO、、SiO、和CaO进行混合，得PTC热敏陶瓷原料；

2)将PTC热敏陶瓷原料装入球磨罐，加入酒精后将原料充分混合球磨，将球磨后得到的浆料放置在干燥箱中烘干，得粉体；

3)向粉体加入水，再加入氨水、柠檬酸或草酸中的一种或任意几种的组合物，然后加热进行水热处理，水热处理后的粉末在干燥箱中烘干，得PTC热敏陶瓷原料粉体；

4)将步骤3)制得的PTC热敏陶瓷原料粉体采用传统PTC陶瓷的处理工艺处理，得高性能PTC热敏陶瓷。

前述的高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺，步骤2)中，所述浆料是在60-120℃的干燥箱中烘干。

前述的高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺，所述浆料是在70℃的干燥箱中烘干。

前述的高性能PTC热敏陶瓷的制备工艺，步骤3)中，所述水热处理的反应体系中，氨水、柠檬酸或草酸中的一种或任意几种的组合物的浓度为0.5-2mol/L。