专利名称：热敏陶瓷材料及耐高电压热敏电阻的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体陶瓷材料，尤其涉及ー种热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得的耐高电压热敏电阻。
背景技术：
随着光纤通信技术的进步，需要一种耐高电压的PTC (Positive TemperatureCoefficient,正温度系数热敏电阻)用作电信语音线卡保护，其必须达到以下性能指标
UPTC本身能耐受4KV，10/700uS/40 Ω冲击10次，间隔时间60S，PTC不能产生闪络跳火或者裂片；
2、4KV，10/700uS/40Ω冲击条件下，最大环路电流小于60Ap，即PTC的压敏效应下的等效电阻最小值Rmin约22 Ω ；
3、600VAC/600Q/1S条件下的电カ线感应测试5次，间隔时间60S；
4、常规265VAC电カ线搭接测试；
5、以上提及的所有测试项目，在测试之后，PTC冷却I小时后的阻值变化率小于±15%，绝对误差小于2Ω。6、PTC主要电气參数为
a)R25 常温电阻 55±15%Ω ;
b)Vmax>265VAC (直接加载)。目前市面的通信保护产品无法同时满足以上6种要求。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种热敏陶瓷材料，由该材料制作的PTC产品可达到前述6种性能指标。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是ー种热敏陶瓷材料，按摩尔百分比其成分包括86. 2 87. 2% 的 BaCO3, 3. 5 4. 5% 的 SrCO3, 3. 8 4. 8% 的 PbO, 5. 5 6. 5% 的CaCO3,101 101. 5% 的 TiO2,0. I O. 15% 的 Y2O3,0. 03 O. 04% 的 Sb2O3,0. 06 O. 08% 的Mn (NO3)2，以及烧结液相助剂。其中，摩尔含量以BaCO3、SrCO3、PbO和CaCO3的总摩尔量为单位I计算。优选的是，热敏陶瓷材料的成分按摩尔百分比包括86. 2%的BaCO3, 3. 5%的SrCO3,4. 8% 的 PbO, 5. 5% 的 CaCO3,101. 5% 的 TiO2,0. 11% 的 Y2O3,0. 04% 的 Sb2O3,0. 07% 的 Mn (NO3)2，以及烧结液相助剂。优选的是，烧结液相助剂按摩尔百分比包括I 2%的SiO2和I. 3 2%的A1203。优选的是，烧结液相助剂按摩尔百分比包括I. 1%的SiO2和I. 8%的A1203。本发明提供的另ー个技术方案是，一种耐高电压PTC，由热敏陶瓷材料制得。该热敏陶瓷材料，按摩尔百分比其成分包括86. 2 87. 2%的BaCO3, 3. 5 4. 5%的SrCO3, 3. 8
4.8% 的 PbO，5. 5 6. 5% 的 CaOT3,101 101. 5% 的 TiO2,0. I O. 15% 的 Y2O3,0. 03 O. 04%的Sb2O3,0. 06 O. 08 %的Mn (NO3)2，以及烧结液相助剂。其中，摩尔含量以BaC03>SrCO3>PbO和CaCO3的总摩尔量为单位I计算。由本发明热敏陶瓷材料制作的耐高电压PTC产品可通过背景技术所述各项测试，能抵抗4KV，10/700 uS雷击波，可应用在大型仪器、设备、电カ等系统，特别是在电力网络这一类高压、大电流的场合，尤其适用于电信语音线卡保护。
具体实施例方式下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所要解决的问题是提供ー种性能优良的热敏陶瓷材料，由该材料制作的PTC产品能耐高电压、抗雷击波。实施例I
按照摩尔百分比，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混合。主晶相成分包括86. 2% 的 BaCO3, 3. 5% 的 SrCO3,4. 8% 的 PbO, 5. 5% 的 CaCO3,101% 的Ti02。施受主掺杂物是O. 1% 的 Y2O3,0. 03% 的 Sb2O3,0. 06% 的 Mn (NO3)20烧结液相助剂是1%的SiO2和I. 3%的A1203。上述摩尔百分含量以BaC03、SrC03、Pb0和CaCO3的总摩尔量为单位I计算。实施例2
按照摩尔百分比，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混合。主晶相成分包括 87. 2% 的 BaCO3,4. 5% 的 SrCO3, 3. 8% 的 PbO, 6. 5% 的 CaCO3,101. 5%的 TiO2。施受主掺杂物是O. 15% 的 Y2O3,0. 04% 的 Sb2O3,0. 08% 的 Mn (NO3)20烧结液相助剂是2%的SiO2和2%的A1203。上述摩尔百分含量以BaC03、SrCO3> PbO和CaCO3的总摩尔量为单位I计算。实施例3
按照摩尔百分比，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混合。主晶相成分包括86. 2% 的 BaCO3, 3. 5% 的 SrCO3,4. 8% 的 PbO, 5. 5% 的 CaCO3,101. 5%的 TiO2。施受主掺杂物包括O. 11% 的 Y2O3,0. 04% 的 Sb2O3,0. 07% 的 Mn (NO3)2 ο烧结液相助剂包括I. 1%的SiO2和I. 8%的A1203。上述摩尔百分含量以BaC03、SrCO3> PbO和CaCO3的总摩尔量为单位I计算。实施例4
本发明还提供ー种耐高电压PTC，其利用本发明的热敏陶瓷材料制作。其制作方法包括混合、湿法球磨、预烧结、二次湿法球磨、造粒、压片、烧结、表面加工。 混合，将各成分按实施例I、实施例2或实施例3任一的比例配料，混合均匀。湿法球磨，将混合后的原料、球、水以I :2 :1. 5的质量比混合制得混合浆料，湿法球磨24h。
预烧结，将上述混合浆料在100 150°C干燥后，1090 1100°C预烧3小时·
二次湿法球磨，料、球、水以I :2 :1. 5的质量比混合制得混合浆料，湿法球磨24h。造粒，将上述碾磨后的混合浆料在100 150°C干燥，然后加入粘结剂聚こ烯醇造粒。
压片，将造粒颗粒压制成直径10. 32mm、厚度3. 9mm、密度3. 3g/cm3的圆片。烧结，将圆片在1300°C 1320°C保温I小时，然后以I. 5°C /分钟的速率降温到800°C，再自然降温到常温。表面加工，烧结完成后印刷Ag-Zn电极，焊接包封，得到阻值约55 Ω的成品。实用性能测试表明，根据本发明的热敏陶瓷材料制作的耐高电压PTC，常温电阻率为100Ω · cm，转变温度为120°C，电阻温度系数为20%/°C，升阻比为5xl05，可以满足电信语音线卡保护的所有电性能要求。本发明的热敏陶瓷材料及耐高电压PTC所用原料均为普通原料，制法简单，制作成本较低。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
权利要求
1.一种热敏陶瓷材料，其特征在于，按摩尔百分比，所述热敏陶瓷材料的成分包括86. 2 87. 2% 的 BaCO3 ；3.5 4. 5% 的 SrCO3 ；3. 8 4. 8% 的 PbO ；5. 5 6. 5% 的 CaCO3 ；101 101. 5% 的 TiO2 ；O. I O. 15% 的 Y2O3 ；O. 03 O. 04% 的 Sb2O3 ； O. 06 O. 08% 的 Mn (NO3)2 ；以及烧结液相助剂；其中，摩尔含量以BaC03、SrC03、Pb0和CaCO3的总摩尔量为单位I计算。
2.根据权利要求I所述的热敏陶瓷材料，其特征在于，按摩尔百分比，所述热敏陶瓷材料的成分包括86. 2% 的 BaCO3 ；3.5% 的 SrCO3 ；4.8% 的 PbO ；5.5% 的 CaCO3 ；101. 5% 的 TiO2 ；O. 11% 的 Y2O3 ；O. 04% 的 Sb2O3 ；O. 07% 的 Mn (NO3)2 ；以及烧结液相助剂。
3.根据权利要求I所述的热敏陶瓷材料，其特征在于按摩尔百分比，所述烧结液相助剂包括I 2%的SiO2和I. 3 2%的Al2O30
4.根据权利要求3所述的热敏陶瓷材料，其特征在于按摩尔百分比，所述烧结液相助剂包括I. 1%的SiO2和I. 8%的Al2O30
5.一种耐高电压正温度系数热敏电阻，其特征在于所述耐高电压正温度系数热敏电阻由权利要求I 4任一所述的热敏陶瓷材料制得。
全文摘要
本发明涉及一种热敏陶瓷材料，按摩尔百分比其成分包括86.2～87.2%的BaCO3，3.5～4.5%的SrCO3，3.8～4.8%的PbO，5.5～6.5%的CaCO3，101～101.5%的TiO2，0.1～0.15%的Y2O3，0.03～0.04%的Sb2O3，0.06～0.08%的Mn(NO3)2，以及烧结液相助剂。本发明还涉及由该热敏陶瓷材料制作的耐高电压PTC。这种耐高电压PTC产品能抗雷击波，可应用在大型仪器、设备、电力等系统，特别是高压、大电流的场合，尤其适用于电信语音线卡保护。
文档编号C04B35/622GK102617130SQ20111020886
公开日2012年8月1日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者徐轶卿 申请人:苏州万图明电子软件有限公司