提高ptc陶瓷性能的表面处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种陶瓷表面的处理方法，特别是一种提高PTC陶瓷性能的表面处理 方法。
【背景技术】
[0002] PTC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。
[0003] 现有的PTC陶瓷中，过载能力、耐温度循环性能和耐潮性能都不高，使用过程中容 易影响器件的整体性能和使用寿命，研宄发现，造成这种现象的原因是传统工艺制作的PTC 陶瓷表面存在孔洞，从而降低了器件的过载能力和耐温度循环能力，且孔洞的存在也大大 降低了PTC陶瓷的耐潮性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种提高PTC陶瓷性能的表面处理方法。本发明能够填 补PTC陶瓷表面的孔洞，提高了PTC陶瓷的过载能力、耐温度循环性能和耐潮性能。
[0005] 本发明通过如下方法实现：一种提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，包括如下步 骤：
[0006] ①提供一种PTC陶瓷体；
[0007] ②分别配制Ca(OH) 2溶液，硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液，备用；
[0008] ③将PTC陶瓷体浸泡于Ca(OH) 2溶液中，得A品；
[0009] ④取出A品，加热烘干，得B品；
[0010] ⑤将B品浸泡于硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液中，得C品；
[0011] ⑥取出C品，先烘干，再进行热处理，得成品。
[0012] 前述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤③中，PTC陶瓷体浸泡于 Ca(OH) 2溶液中的时间为至少5秒钟。
[0013] 前述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤⑤中，B品浸泡于硼酸和磷 酸二氢钙的混合溶液中的时间为至少5秒钟。
[0014] 述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤②中，Ca(OH) 2溶液的浓度为 0.1-0. 15g/L〇
[0015] 前述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤②中，硼酸和磷酸二氢钙 的混合溶液是将浓度为0.l_5g/L的硼酸溶液和浓度为0.l-5g/L的磷酸二氢钙溶液按重量 比1:1混合所得。
[0016] 前述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤②中，硼酸和磷酸二氢钙 的混合溶液是将浓度为0.2-lg/L的硼酸溶液和浓度为0.2-lg/L的磷酸二氢钙溶液按重量 比1:1混合所得。
[0017] 前述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤④及步骤⑥中的烘干温度 均为100-150°C，烘干时间为8-30分钟。
[0018] 前述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法中，所述步骤⑥中的热处理是在 700°C-1000°C之间的某一温度下保温I. 5-2. 5h。
[0019] 本发明所述PTC陶瓷体浸泡于Ca(OH)2溶液、以及浸泡于硼酸和磷酸二氢钙的混 合溶液中的时间达到5秒时即能达到效果，延长浸泡时间对陶瓷性能的影响不大。
[0020] 本发明的有益效果：与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，在传统陶 瓷工艺处理的PTC陶瓷片表面生成薄膜，通过高温烧结能够使之反应生成玻璃，能够与陶 瓷牢固地结合为一体；由于高温下玻璃液的流动性极好，能够填充陶瓷体表面的孔洞，因此 增强了PTC陶瓷的过载能力和耐温度循环性能，并且由于玻璃薄膜的存在，同时也显著提 高了PTC陶瓷的耐潮能力。
[0021] 为进一步说明本发明的有益效果，申请人设计了以下实验： 实验例
[0022] 1、实验方法：本实验例共设置三组实验，第一组为传统工艺处理的PTC陶瓷片，第 二组为使用本发明实施例1所述的方法处理的PTC陶瓷片，第三组为使用本发明实施例2 所述的方法处理的PTC陶瓷片，三组PTC陶瓷片均采用IEC60068和UL1434测试标准，分别 对三组PTC陶瓷片的过载能力、耐温度循环性能和恒定湿热进行测量。
[0023] 2、实验结果：表1为三组PTC陶瓷片实验数据结果对比表，从表1可以看出：经本 发明所述方法处理的PTC陶瓷片的过载能力在120%Imax以及其他性能指标不变的条件 下，过载循环周期提尚了 60%，耐温度循环性能提尚了 20%，耐潮性能提尚了 50%。
[0024] 表1:三组PTC陶瓷片实验数据结果对比表
[0025]
【主权项】
1. 一种提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：包括如下步骤： ① 提供一种PTC陶瓷体； ② 分别配制Ca (OH)2溶液，硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液，备用； ③ 将PTC陶瓷体浸泡于Ca (OH) 2溶液中，得A品； ④ 取出A品，加热烘干，得B品； ⑤ 将B品浸泡于硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液中，得C品； ⑥ 取出C品，先烘干，再进行热处理，得成品。
2. 根据权利要求1所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ③ 中，PTC陶瓷体浸泡于Ca(OH)2溶液中的时间为至少5秒钟。
3. 根据权利要求1所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ⑤ 中，B品浸泡于硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液中的时间为至少5秒钟。
4. 根据权利要求1所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ②中，Ca(OH)2溶液的浓度为0. 1-0. 15g/L。
5. 根据权利要求1所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ②中，硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液是将浓度为〇. l_5g/L的硼酸溶液和浓度为0. l-5g/L 的磷酸二氢钙溶液按重量比1:1混合所得。
6. 根据权利要求5所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ②中，硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液是将浓度为〇. 2-lg/L的硼酸溶液和浓度为0. 2-lg/L 的磷酸二氢钙溶液按重量比1:1混合所得。
7. 根据权利要求1所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ④ 及步骤⑥中的烘干温度均为100_150°C，烘干时间为8-30分钟。
8. 根据权利要求1所述的提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，其特征在于：所述步骤 ⑥ 中的热处理是在700°C -1000°C之间的某一温度下保温I. 5-2. 5h。
【专利摘要】本发明公开了一种提高PTC陶瓷性能的表面处理方法，包括如下步骤：①提供一种PTC陶瓷体；②分别配制Ca(OH)2溶液，硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液，备用；③将PTC陶瓷体浸泡于Ca(OH)2溶液中，得A品；④取出A品，加热烘干，得B品；⑤将B品浸泡于硼酸和磷酸二氢钙的混合溶液中，得C品；⑥取出C品，先烘干，再进行热处理，在PTC陶瓷表面生成硼磷酸钙玻璃薄膜，得成品。本发明由于采用了上述技术方案，增强了PTC陶瓷的过载能力和耐温度循环性能，并且由于玻璃薄膜的存在，同时也显著提高了PTC陶瓷的耐潮能力。
【IPC分类】C04B41-85
【公开号】CN104876643
【申请号】CN201510235974
【发明人】庞驰, 郑德一, 周芳
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月11日