一种半导体陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陶瓷及其制备方法，具体涉及一种半导体陶瓷及其制备方法，属于半导体材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002]电工陶瓷简称电瓷。广义而言，电瓷涵盖了各种电工用陶瓷制品，包括绝缘用陶瓷、半导体陶瓷等等。本规划所述电瓷仅指以铝矾土、高岭土、长石等天然矿物为主要原料经高温烧制而成的一类应用于电力工业系统的瓷绝缘子，包括各种线路绝缘子和电站电器用绝缘子，以及其它带电体隔离或支持用的绝缘部件。电瓷是电力工业的重要基础器件，电瓷制造业属于国家“十一五”期间重点扶持的装备制造业领域，是国民经济的基础产业。
[0003]半导体陶瓷具有半导体特性、电导率约在10-6?105S/m的陶瓷。半导体陶瓷的电导率因外界条件(温度、光照、电场、气氛和温度等)的变化而发生显著的变化，因此可以将外界环境的物理量变化转变为电信号，制成各种用途的敏感元件。
[0004]半导体陶瓷生产工艺的共同特点是必须经过半导化过程。半导化过程可通过掺杂不等价离子取代部分主晶相离子(例如，BaTi03中的Ba2+被La3+取代)，使晶格产生缺陷，形成施主或受主能级，以得到η型或ρ型的半导体陶瓷。另一种方法是控制烧成气氛、烧结温度和冷却过程。例如氧化气氛可以造成氧过剩，还原气氛可以造成氧不足，这样可使化合物的组成偏离化学计量而达到半导化。半导体陶瓷敏感材料的生产工艺简单，成本低廉，体积小，用途广泛。
[0005]CN200880021669.1公开一种SrTi03系晶界绝缘型的半导体陶瓷。该半导体陶瓷中施主元素固溶于晶粒中，并且受主元素至少存在于晶界中，结晶面的(222)面中的积分宽度为0.500°以下，且晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下。将其烧成，得到半导体陶瓷。
[0006]CN200980107174.5提供一种半导体陶瓷组成物/电极组件，由于关于其中BaTi03的一部分Ba用B1-Na代替并且在晶粒边界处具有P型半导体的半导体陶瓷组成物的通电，该半导体陶瓷组成物/电极组件是100 Ω._或更低的低室温电阻率并随时间推移的改变被减小。
[0007]CN201180043926.3提供一种半导体陶瓷元件，包括元件主体，该元件主体的由具有PTC特性的半导体陶瓷组成的PTC部分、和由具有NTC特性的半导体陶瓷组成的NTC部分对相互的扩散进行抑制，并且该元件主体通过对PTC部分及NTC部分进行一体烧成并一体化后形成。
[0008]目前针对半导体陶瓷的研究较多，但是具有高性价比的半导体陶瓷还不多，满足不了市场的实际需求。
【发明内容】
[0009]本发明针对现有技术存在的问题，提供一种半导体陶瓷，该半导体陶瓷具有良好的电气特性，晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，且制备过程中能耗低，成本可控，因此，性价比极尚。
[0010]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种半导体陶瓷，原料各组分的重量份为:
钾长石80~90份、钠长石40~50份、钛酸钡5~10份、氧化钛5~10份、钛酸铅1~5份、硫化镉1~5份、氧化锌1~5份；
钾长石80~85份、钠长石40~45份、钛酸钡5~8份、氧化钛5~8份、钛酸铅3~5份、硫化镉3~5份、氧化锌3~5份；
钾长石85~90份、钠长石45~50份、钛酸钡8~10份、氧化钛8~10份、钛酸铅1~3份、硫化镉1~3份、氧化锌1~3份；
钾长石85份、钠长石45份、钛酸钡8份、氧化钛8份、钛酸铅3份、硫化镉3份、氧化锌3份；
钾长石83份、钠长石42份、钛酸钡6份、氧化钛7份、钛酸铅4份、硫化镉4份、氧化锌4份；
钾长石86份、钠长石46份、钛酸钡9份、氧化钛9份、钛酸铅2份、硫化镉2份、氧化锌
1.5份。
[0011]本发明的另外一个目的是提供一种半导体陶瓷的制备方法，包括以下步骤:
将所有原料粉碎，过100~150目筛后，混合均匀；800~830°C烧制15~20min后，在
1000~1010°C烧制10~15min，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，即得成品。
[0012]本发明的有益效果是:
本发明提供的半导体陶瓷，具有良好的电气特性，晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，且制备过程中能耗低，成本可控，因此，性价比极高。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
[0014]实施例1
一种半导体陶瓷，原料各组分的重量份为:
钾长石80份、钠长石40份、钛酸钡5份、氧化钛5份、钛酸铅1份、硫化镉1份、氧化锌1份。
[0015]其制备方法，包括以下步骤:
将所有原料粉碎，过100目筛后，混合均匀；800°C烧制15min后，在1000°C烧制lOmin，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，即得成品。
[0016]实施例2
一种半导体陶瓷，原料各组分的重量份为:
钾长石90份、钠长石50份、钛酸钡10份、氧化钛10份、钛酸铅5份、硫化镉5份、氧化锌5份。
[0017]其制备方法，包括以下步骤:
将所有原料粉碎，过150目筛后，混合均匀；830°C烧制20min后，在1010 °C烧制15min，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，即得成品。
[0018]实施例3
一种半导体陶瓷，原料各组分的重量份为:
钾长石85份、钠长石45份、钛酸钡8份、氧化钛8份、钛酸铅3份、硫化镉3份、氧化锌3份。
[0019]其制备方法，包括以下步骤:
将所有原料粉碎，过130目筛后，混合均匀；820°C烧制17min后，在1005°C烧制12min，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，即得成品。
[0020]实施例4
一种半导体陶瓷，原料各组分的重量份为:
钾长石83份、钠长石42份、钛酸钡6份、氧化钛7份、钛酸铅4份、硫化镉4份、氧化锌4份。
[0021]其制备方法，包括以下步骤:
将所有原料粉碎，过110目筛后，混合均匀；810°C烧制16min后，在1001°C烧制llmin，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，即得成品。
[0022]实施例5
一种半导体陶瓷，原料各组分的重量份为:
钾长石86份、钠长石46份、钛酸钡9份、氧化钛9份、钛酸铅2份、硫化镉2份、氧化锌
1.5份。
[0023]其制备方法，包括以下步骤:
将所有原料粉碎，过140目筛后，混合均匀；825°C烧制19min后，在1008°C烧制13min，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0 μπι以下，即得成品。
【主权项】
1.一种半导体陶瓷，其特征在于:原料各组分的重量份为: 钾长石80~90份、钠长石40~50份、钛酸钡5~10份、氧化钛5~10份、钛酸铅1~5份、硫化镉1~5份、氧化锌1~5份。2.一种半导体陶瓷，其特征在于:原料各组分的重量份为: 钾长石80~85份、钠长石40~45份、钛酸钡5~8份、氧化钛5~8份、钛酸铅3~5份、硫化镉3~5份、氧化锌3~5份。3.一种半导体陶瓷，其特征在于:原料各组分的重量份为: 钾长石85~90份、钠长石45~50份、钛酸钡8~10份、氧化钛8~10份、钛酸铅1~3份、硫化镉1~3份、氧化锌1~3份。4.一种半导体陶瓷，其特征在于:原料各组分的重量份为: 钾长石85份、钠长石45份、钛酸钡8份、氧化钛8份、钛酸铅3份、硫化镉3份、氧化锌3份。5.一种半导体陶瓷，其特征在于:原料各组分的重量份为: 钾长石83份、钠长石42份、钛酸钡6份、氧化钛7份、钛酸铅4份、硫化镉4份、氧化锌4份。6.一种半导体陶瓷，其特征在于:原料各组分的重量份为: 钾长石86份、钠长石46份、钛酸钡9份、氧化钛9份、钛酸铅2份、硫化镉2份、氧化锌1.5 份。7.一种半导体陶瓷的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 将所有原料粉碎，过100~150目筛后，混合均匀；800~830°C烧制15~20min后，在1000~1010°C烧制10~15min，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.Ο μπι以下，即得成品。
【专利摘要】本发明涉及一种半导体陶瓷及其制备方法，属于半导体材料制备技术领域；其中原料各组分的重量份为钾长石80~90份、钠长石40~50份、钛酸钡5~10份、氧化钛5~10份、钛酸铅1~5份、硫化镉1~5份、氧化锌1~5份，其制备方法为将所有原料粉碎，过100~150目筛后，混合均匀；800~830℃烧制15~20min后，在1000~1010℃烧制10~15min，冷却后，微粉碎，使晶粒的平均粉末粒径为1.0μm以下，即得成品；该半导体陶瓷具有良好的电气特性，晶粒的平均粉末粒径为1.0μm以下，且制备过程中能耗低，成本可控，性价比极高。
【IPC分类】C04B35/19, C04B35/622
【公开号】CN105384432
【申请号】CN201510826844
【发明人】赖清甜
【申请人】赖清甜
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月25日