专利名称：一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器。
背景技术：
负温度系数(NTC)热敏电阻具有高灵敏度、微型的特点，在许多家电、信息行业需求极大，但传统的热敏电阻器的参数指标已不能满足目前市场需求，开发具有高B值，低阻值且稳定性好、精度高可用于抑制浪涌电流的热敏电阻器有很好的市场前景。传统的NTC 热敏电阻陶瓷材料一般由锰、钴、镍等过度金属的氧化物组成，这类热敏材料B值高，其电阻率高，B值低，其电阻率也低，很难获得高B值，低阻值(B彡3400K、RS 1000 Ω )特性的电阻器。为了生产出高B值，低阻值且稳定性好可用于抑制浪涌电流的NTC热敏电阻元件， 其关键就是要从材料体系的组成和配比上加以改进。另外，随着热敏电阻器多层片式化的发展，要求实现NTC热敏陶瓷材料与内电极的共烧。Mn-Co-Ni-O系NTC热敏半导体陶瓷的烧结温度高达1200-1250°C，只能使用Ag-Pd 内电极，成本昂贵。要降低材料的烧结温度至950°C以下，使用相对廉价的Ag电极是关键性技术环节。目前，降低材料的烧结温度一般是采用添加烧结助熔剂的方法。本发明针对目前亟需的高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的NTC元器件为背景，根据对热敏电阻器B值、烧结温度低、阻值和可靠性的需求为依据，对原材料体系、配方、制备方法及烧结工艺等方面进行了设计与优化，本发明首先对材料体系和配方进行研究，在传统的MnCoNiO三元系材料基础上加入适量的工业冶金助熔剂I^bO，组成MnNiCc^bO 四元系材料，使材料的烧结温度及元件的参数、稳定性及精度方面达到要求；此外采用环氧树脂作为封装材料，提高热敏电阻器的成品率、互换性、稳定性以及可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器，该电阻器以锰、 钴、镍、铅的氧化物为原料，采用氧化物固相法制备粉体材料，粉体经干燥、煅烧、预压成型、 烧结、涂烧电极、采用环氧树脂封装后制成负温度系数热敏电阻器，该电阻器具有高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的特点，适用于抑制浪涌电流及冰箱、空调等的温度测量、控制和线路补偿。克服了现有技术的不足。本发明所述的一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器，该热敏电阻是以锰、钴、 镍、铅的氧化物为原料，采用氧化物固相法制备粉体材料，粉体经干燥、煅烧、预压成型、 烧结、涂烧电极、采用环氧树脂封装后制成，其中所述原料各组分的配比为摩尔百分比 Mn Ni Co Pb = 44. 5-51 1. 5 46 1.5—8。所述的含铅四元系负温度系数热敏电阻器的制备方法，按下列步骤进行a、按摩尔百分比Μη Ni Co Pb = 44. 5-51 1. 5 46 1. 5-8 分别称取分析纯原料Mn304、Co304、Ni203、Pb0粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料球水=1 4 1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体材料以30-40Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为1-lOmin， 然后于温度850-950°C高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将烧结的陶瓷块体材料正反两面涂烧银电极，采用镀锡铜线为引线，环氧树脂封装后即得热敏电阻器；e、将所得的热敏电阻器于温度150°C老化500h，检测其阻值变化率为_4%， 电阻器参数为B25/5Q = 3485-4106K, B值允许偏差士 1 %，R25r = 70-630 Ω，阻值允许偏差 士 3%。步骤d中所述陶瓷块体材料尺寸为Φ IOmmX Imm的圆片。
具体实施例方式实施例1 a、按摩尔百分比Μη Ni Co Pb = 44. 5 1. 5 46 8分别称取分析纯原料Mn304、Co304、Ni203、Pb0粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料 球水=1 4 1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体材料以30Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为lmin，然后于温度850°C高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将烧结的陶瓷块体材料尺寸为Φ IOmmX Imm的圆片正反两面涂烧银电极，采用镀锡铜线为引线，环氧树脂封装后即得热敏电阻器；e、将所得的热敏电阻器于温度150°C老化500h，检测其阻值变化率为1%，电阻器参数为45/5Q = ;3485Κ，Β值允许偏差士 1%，Ι 25 = 70 Ω，阻值允许偏差士3%。该电阻器具有高B值、低阻值，稳定性好、精度高的特点。实施例2a、按摩尔百分比Μη Ni Co Pb = 46. 5 1. 5 46 6分别称取分析纯原料Mn304、Co304、Ni203、Pb0粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料 球水=1 4 1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体以35Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为5min，然后于 870°C高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将步骤c烧结的陶瓷块体材料尺寸为Φ IOmmX Imm的圆片正反两面涂烧银电极、采用镀锡铜线为引线、环氧树脂封装后即得热敏电阻器；e、将所得的热敏电阻器于150°C老化500h，测其电阻变化率为1. 54%,电阻器参数为B25/5Q = 3565，B值允许偏差士0.5%，Ι 25 = 72 Ω，阻值允许偏差士3%，该电阻器具有高B值、低阻值，稳定性好、精度高的特点。
实施例3a、按摩尔百分比Mn Ni Co Pb = 51 1. 5 46 1. 5分别称取分析纯原料Mn304、Co304、Ni203、Pb0粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料 球水=1 4 1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体材料以40Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为lOmin，然后于温度950°C高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将烧结的陶瓷块体材料尺寸为Φ IOmmX Imm的圆片正反两面涂烧银电极，采用镀锡铜线为引线，环氧树脂封装后即得热敏电阻器；e、将所得的热敏电阻器于温度150°C老化500h，检测其阻值变化率为4%，电阻器参数为化5/5。= 4106K, B值允许偏差士 1%，R25r= 630 Ω，阻值允许偏差士3%。该电阻器具有高B值、低阻值，稳定性好、精度高的特点。实施例4a、按摩尔百分比为Mn Ni Co Pb = 48. 5 1. 5 46 4分别称取分析纯原料Mri304、Co3O4, Ni2O3^ PbO粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料球水=1 4 1的比例将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体以37Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为5min，然后于900°C 高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将烧结的陶瓷块体材料尺寸为Φ IOmmX Imm的圆片正反两面涂烧银电极、采用镀锡铜线为弓I线及环氧树脂封装后即可得到热敏电阻器；e、将得到的热敏电阻器于温度150°C老化500h，测其电阻变化率为2. 15%,电阻器参数为B25/5Q = 3796，8值允许偏差士0.5%，1 2^= 341 Ω，阻值允许偏差士3%。该电阻器具有高B值、低阻值，稳定性好、精度高的特点。实施例5a、按摩尔百分比Μη Ni Co Pb = 49. 5 1. 5 46 2分别称取分析纯原料Mn304、Co304、Ni203、Pb0粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料 球水=1 4 1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体材料以39Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为8min，然后于温度930°C高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将烧结的陶瓷块体材料尺寸为Φ IOmmX Imm的圆片正反两面涂烧银电极，采用镀锡铜线为引线，环氧树脂封装后即得热敏电阻器；e、将所得的热敏电阻器于温度150°C老化500h，检测其阻值变化率为3. 5%，电阻器参数为B25/5Q = 4093，B值允许偏差士0.5%，R25r= 624 Ω，阻值允许偏差士3%，500h 老化后的阻值变化率为3%。该电阻器具有高B值、低阻值，稳定性好、精度高的特点。
权利要求
1.一种含铅四元系负温度系数热敏电阻器，其特征在于该热敏电阻是以锰、钴、镍、 铅的氧化物为原料，采用氧化物固相法制备粉体材料，粉体经干燥、煅烧、预压成型、烧结、涂烧电极、采用环氧树脂封装后制成，其中所述原料各组分的配比为摩尔百分比 Mn Ni Co Pb = 44. 5-51 1. 5 46 1.5—8。
2.根据权利要求1所述的含铅四元系负温度系数热敏电阻器的制备方法，其特征在于按下列步骤进行a、按摩尔百分比Mn Ni Co Pb = 44. 5-51 1. 5 46 1. 5-8分别称取分析纯原料Mn304、Co304、Ni203、Pb0粉体置于球磨罐中，采用去离子水为分散介质，按照重量比为料球水=1 4 1将粉体置于行星式球磨机中球磨，时间他；b、将步骤a中的浆料进行洗涤，于温度120°C下烘干1 后取出手工研磨分散，得到的粉体在500°C煅烧池，得负温度系数热敏陶瓷粉体材料；C、将步骤b中的粉体材料以30-40Kg/cm2的压力进行压块成型，时间为1-lOmin，然后于温度850-950°C高温烧结池，制得负温度系数热敏陶瓷块体材料；d、将烧结的陶瓷块体材料正反两面涂烧银电极，采用镀锡铜线为引线，环氧树脂封装后即得热敏电阻器；e、将所得的热敏电阻器于温度150°C老化500h，检测其阻值变化率为-4%，电阻器参数为氏5/5(1 = ;3485-4106K，B值允许偏差士 1%，Ι 25 = 70-630 Ω，阻值允许偏差士3%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤d中所述陶瓷块体材料尺寸为 Φ IOmmX Imm 的圆片。
全文摘要
本发明涉及一种含铅四元系负温度系数热敏氧化物粉体合成及电阻器的制备方法，该方法以锰、钴、镍、铅的氧化物为原料，采用氧化物固相法制备粉体材料，粉体经干燥、煅烧、预压成型、烧结、涂烧电极、采用环氧树脂封装后制成负温度系数热敏电阻器，该电阻器具有高B低阻、烧结温度低、稳定性好、精度高的特点，其材料常数为B25/50＝3485-4106K，B值允许偏差±1％，R25℃＝70-630Ω，阻值允许偏差±3％，500h老化后的阻值变化率为1％-4％。
文档编号C04B35/01GK102285789SQ201110144168
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者康雪雅, 王海珍, 韩英 申请人:中国科学院新疆理化技术研究所