专利名称：：铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及热敏电阻材料，具体涉及一种以BaBi03为基础相的陶瓷材料;本发明还涉及这种材料的制备方法。
背景技术：
：负温度系数热敏电阻(简称NTCR，下同)在温度测量、抑制浪涌电流和温度补偿方面有广泛的应用。目前，大部分NTCR陶瓷材料均为尖晶石结构，而此结构的负温度系数(简称NTC，下同)陶瓷其室温电阻率一般较高，且阻值不好控制，针对于低压及小型化器件，要求NTCR材料的室温电阻率尽量低，但是目前的研究表明，降低材料的室温电阻率，就会带来温度系数的降低，恶化NTC特性。寻求将材料的室温电阻率和温度系数B分别调控，从而获得依据不同应用的NTC系列产品。因此发展新型NTC陶瓷具有很重要的意义。目前己很多专利报道了NTC材料的制备方法，但有关BaBi03系NTCR陶瓷目前尚未见报道。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种导电性能良好，室温电阻率和温度系数可调的以铋酸钡为基础相的负温度系数半导体陶瓷及其制备方法。本发明的技术方案一种铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷，其化学通式为(Ba卜XAX)(Sb3in)0"式中A为稀土金属元素，0<x《0.01，0<y<0.1。其中A为选自Y、La、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Er和Yb中的任意一种。本发明所述铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷可采用传统电子陶瓷制备工艺制备，优选按以下方法制备1)配料按照通式(Ba卜JU(SbyBi卜y)03，把各种元素的摩尔比换算为相应化合物的质量比称取原料，按照球、料、水的质量比例为1:1:2的标准加入玛瑙球、所称原料和去离子水，球磨8小时后，干燥；2)焙烧将干燥后的物料在90(TC下焙烧，保温4小时；3)造粒向焙烧所得的物料中加入浓度为2wt96的聚乙烯醇溶液，混合物烘干后再进行造粒，然后过60目筛；4)压型采用干压成型，成型压强200MPa，试样的直径18mm，厚度为1.53miiu5)烧成烧成温度为9501050。C，保温时间为24小时；6)电极制备在产品上下表面用丝网印刷低温银电极浆料，烘千后，再升温至52(TC，保温15分钟，空气中冷却。与现有技术相比，本发明所述铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷制备工艺简单，产品导电性能良好，室温电阻率和温度系数可调，克服了现有负温度系数热敏电阻陶瓷材料室温电阻率大的不足，可实现室温电阻率为35Qcm,而温度系数B值为3147K的以BaBi03为基础相的负温度系数热敏电阻半导体陶瓷。具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行进一步描述，但本发明并不局限于这些实施例。以下各实施例中所用原料均为分析纯原料。实施例1以Bi20s、BaC03、La203n51)203为原料合成(Ba。.卿La。.。cJ(Sb。.Q1Bi。.99)03。制备方法1)按照化学式(Bao.卿Lao.则)(Sb。.wBi。.99)03进行配料，以球、料、水的质量比例为1:1:2的标准加入玛瑙球和去离子水，球磨8小时，干燥；2)干燥所得物料在90(TC下焙烧，保温4小时；3)在焙烧所得物料中加入浓度为2wty。的聚乙烯醇溶液，混合物烘干后再进行造粒，然后过60目筛；4)在200MPa下干压成型，样品的直径18mm，厚度为2rran;5)将所得样品在97(TC、保温2小时、空气气氛下烧结，随炉冷却；6)将烧结后的陶瓷片双面用丝网印刷低温银电极桨料，烘干后，再升温至520'C，保温15分钟，空气中冷却，即得。实施例2以BiA、BaC03、LaA和Sb203为原料合成(Ba固8La。.。。2)(Sb。.。5Bi。.95)03。制备方法按照化学式(Ba。,998La。.。。2)(Sb。.。5Bi。.95)0JM4，烧结温度为1020°C，其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例3以BiA、BaC03、LaA和SbA为原料合成(Ba。.995La。.。Q5)(Sb。.Q8Bi。.92)03。制备方法按照化学式(Baa舰La。.。。5)(Sb。.。8Bi。.92)0j^4，烧结温度为1040°C，其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例4以BiA、BaC03、YA和Sb203为原料合成(Bao,舰Y。.。。5)(Sb。.o5Bi。.95)03。4制备方法按照化学式(Ba。，Y。.。。5)(Sb。.Q5Bi。.95)0JM4，烧结温度为1000°C，其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例5以BiA、BaC03、YA和Sb203为原料合成(Bao.的sY。.。。5)(Sb。.。3Bi。.97)03。制备方法按照化学式(Ba。.舰Y。.鹏)(Sb。.。3Bi。.97)0s配料，烧结温度为980。C,其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例6以BiA、BaC03、NdA和Sb203为原料合成(Baa舰NdQ.0。5)(Sb。.。5Bi。.95)03。制备方法按照化学式(Ba。,995Nd。.。。5)(31)。.。58"95)03配料，烧结温度为IOO(TC，其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例7以Bi203、BaC03、Pr20^BSb203为原料合成(Ba。.舰Pr。.鹏)(Sb。.。5Bi。.95)03。制备方法-按照化学式(Ba。,卿Pr。.。。5)(5^.。58"95)03配料，烧结温度为1000°C，其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例8以BiA、BaC03、Dy203和Sb203为原料合成(Ba。.99Dy。,(n)(Sb。.Q5BiQ.95)03。制备方法-按照化学式(Ba。,99Dy詣)(Sb。.。5BiQ.95)0^^4，烧结温度为970°C,其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例9以Bi20s、BaC03、Sm2Ojf]Sb203为原料合成(Ba0.992Sm0，)(Sb0.07Bi0.93)03。制备方法按照化学式(Ba。，Sm。.。。8)(Sb。.。7Bi。.93)0JM4，烧结温度为970。C，其它制备工艺步骤与实施例l相同。实施例10以BiA、BaC03、Er203和Sb203为原料合成(Ba。.99Er。.(u)(Sb。.。5Bi。.95)03。制备方法按照化学式(Ba。,99Er。.。》(Sb。.。5Bi。.95)03配料，烧结温度为970°C，其它制备工艺步骤与实施例l相同。对上述实施例110所得的BaBi03系NTCR材料的电性能检测结果详见下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1、一种铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷，其特征在于化学通式为(Ba1-xAx)(SbyBi1-y)O3，式中A为稀土金属元素，0＜x≤0.01，0＜y＜0.1。2、根据权利要求1所述的铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷，其特征在于所述稀土金属元素选自Y、丄a、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Er和Yb中的任意一种。3、权利要求1或2所述铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)配料按照通式(Ba卜人)(SbyBiJ03配料，以球、料、水的质量比例为1:1:2的标准加入玛瑙球、所称原料和去离子水，球磨8小时后，干燥；'2)焙烧将干燥后的物料在900。C下焙烧，保温4小时；3)造粒向焙烧所得的物料加入浓度为2wt。/o的聚乙烯醇溶液，混合物烘干后再进行造粒，然后过60目筛；4)压型采用干压成型，成型压强200MPa，试样的直径18mm，厚度为1.53,5)烧成烧成温度为9501050'C，保温时间为24小时；6)电极制备在产品上下表面用丝网印刷低温银电极浆料，烘干后，再升温至52(TC，保温15分钟，空气中冷却。全文摘要本发明涉及热敏电阻材料，具体涉及以BaBiO<sub>3</sub>为基础相的陶瓷材料及其制备方法。所述铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷，其化学通式为(Ba<sub>1-x</sub>A<sub>x</sub>)(Sb<sub>y</sub>Bi<sub>1-y</sub>)O<sub>3</sub>，式中A为稀土金属元素，0＜x≤0.01，0＜y＜0.1。该半导体陶瓷可采用传统电子陶瓷制备工艺制备，具体包括配料，焙烧，造粒，压型，烧成和电极制备6个步骤。与现有技术相比，本发明铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷制备工艺简单，导电性能良好，室温电阻率和温度系数可调，克服了现有负温度系数热敏电阻陶瓷材料室温电阻率大的不足，可实现室温电阻率为35Ω·cm，而温度系数B值为3147K的以BaBiO<sub>3</sub>为基础相的负温度系数热敏电阻半导体陶瓷。文档编号C04B35/453GK101659545SQ200910114388公开日2010年3月3日申请日期2009年9月11日优先权日2009年9月11日发明者刘心宇,周昌荣,李旭琼,颖骆申请人:桂林电子科技大学