专利名称：热敏陶瓷材料及用于加热的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用于加热的热敏电阻。
背景技术：
用于加热的PTC(Positive Temperature Coefficient,正温度系数热敏电阻)具有恒温发热特性，其原理是这种PTC加电后自热升温使阻值进入跃变区，同时PTC表面温度将保持恒定值，该温度只与PTC的居里温度和外加电压有夫，而与环境温度基本无关。阻值急剧上升的同时，电流迅速下降，导致PTC发热功率随之急剧下降，此时几乎停止发热。一段时间后因散热，其温度低于额定值时，PTC阻值又将急剧下降，开始继续发热来维持该温度。也就是说，PTC的发热温度是一定的。用于加热的PTC的这ー恒温发热的特性，使它成为空调的重要组件。而为了满足空调工作的性能需求，这种PTC必须符合以下參数条件
I、耐高电压。传统规格的用于加热的PTC片(32mm X 12mm X 2.45mm，表面温度Ts=260°C，阻值I 3. 5ΚΩ )，耐压应该在850V以上。2、抗老化性能好。传统规格的用于加热的PTC片，做成空调组件后，加220V电压不间断测试1000小时，功率衰减应小于10%。以上2个參数是空调产业对用于加热的PTC的基本的性能标准，是由材料特性决定的。如果PTC性能在此标准上有所突破，相应的，空调产品的安全可靠性和节能环保性会大大提升。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供ー种热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得的用于加热的PTC，比现有的同类产品耐更高电压，抗老化性能更好。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是ー种热敏陶瓷材料，按摩尔百分比其成分包括62 65. 5%的BaCO3> 11 12%的Pb3O4' I. 5% 2%的CaCO3> 101 102%的 Ti02、0. 05% O. 06% 的 Y2O3>O. 06% O. 08% 的 Nb205、0. 05 O. 06% 的 Mn (NO3) 2、以及烧结液相助剂。其中，摩尔含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位I计算。在本发明ー个较佳实施例中，热敏陶瓷材料的成分按摩尔百分比包括63. 7%的BaCO3^ll. 5% 的 Pb304、I. 8% 的 CaC03、102% 的 Ti02、0. 05% 的 Υ203、0· 06% 的 Nb205、0. 05% 的 Mn
(NO3)2、以及烧结液相助剂。按摩尔百分比，烧结液相助剂包括O. 6 O. 8%的SiO2和O. 8 I. 2%的Al2O30在本发明ー个较佳实施例中，烧结液相助剂包括O. 7%的SiO2和1%的A1203。为解决上述技术问题，本发明采用的另ー个技术方案是提供ー种耐高电压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62 65. 5%的BaCO3,11 12% 的 Pb304、I. 5% 2% 的 CaC03、101 102% 的 Ti02、0. 05% O. 06% 的 Υ203、0· 06% O. 08%的Nb205、0. 05 O. 06%的Mn (NO3) 2、以及烧结液相助剂。本发明热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得的用于加热的PTC可耐950V高压，且制成空调组件后加220V电压不间断测试2000小时，功率衰减小于10%。
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，由该材料制作的用于加热的PTC产品耐高电压且抗老化。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。按照摩尔百分比，主晶相成分包括62%的BaC03、12%的Pb304、2%的CaCO3和102%的 TiO2。施受主掺杂物包括O. 05% 的 Y203、O. 06% 的 Nb2O5、O. 05% 的 Mn (NO3)20烧结液相助剂包括O. 8%的SiO2和O. 8%的Al2O315上述摩尔百分含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位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。按照摩尔百分比，主晶相成分包括65. 5%的BaC03、ll%的Pb3O4U. 5%的CaC03、101%的 TiO2。施受主掺杂物包括O. 06% 的 Y2O3、O. 08% 的 Nb2O5、O. 06% 的 Mn (NO3)20烧结液相助剂包括I. 2%的SiO2和1%的A1203。上述摩尔百分含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位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63. 7% 的 BaCO3Ul. 5% 的 Pb3O4'I. 8% 的 CaCO3> 102% 的 TiO20施受主掺杂物包括O. 05% 的 Y2O3、O. 06% 的 Nb2O5、O. 05% 的 Mn (NO3)20烧结液相助剂包括O. 7%的SiO2和1%的A1203。上述摩尔百分含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位I计算。实施例4
本发明还提出一种耐高电压的用于加热的PTC，其利用本发明的热敏陶瓷材料制作。其中，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，1070 1090°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37mm X 13. 8mm X 3. 1mm、密度3. 5g/cm3的圆片。烧结，将圆片在1260°C 1280°C保温30分钟，然后以2V /分钟的速率降温到800°C，再自然降温到常温。 表面加工，烧结完成后进行平面厚度磨削，100 150°C烘干2小时，然后喷铝，制成 32mm X 12mm X 2. 45mm，表面温度 Ts=260°C，阻值 I 3· 5ΚΩ 产品。根据本发明热敏陶瓷材料及由该热敏陶瓷材料制得的用于加热的PTC制成的空调加热片成品，经实际测试表明，该成品耐压可以达到950V，组装成空调器件以后进行220V干烧通电2000小时试验可以达到功率衰减小于10%的要求。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料按摩尔百分比包括62 65. 5% 的 BaCO3 ；11 12% 的 Pb3O4 ；1.5% 2% 的 CaCO3 ；101 102% 的 TiO2 ；O.05% O. 06% 的 Y2O3 ；O.06% O. 08% 的 Nb2O5 ；0.05 O. 06% 的 Mn (NO3)2 ；以及烧结液相助剂；其中，摩尔含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位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，所述热敏陶瓷材料按摩尔百分比包括63. 7% 的 BaCO3 ；11.5% 的 Pb3O4 ；1.8% 的 CaCO3 ；102% 的 TiO2 ；O.05% 的 Y2O3 ；O.06% 的 Nb2O5 ；O.05% 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，其特征在于所述烧结液相助剂按摩尔百分比包括O. 6 O. 8%的SiO2和O. 8 I. 2%的A1203。
4.根据权利要求3所述的热敏陶瓷材料，其特征在于所述烧结液相助剂按摩尔百分比包括包括O. 7%的SiO2和1%的A1203。
5.一种用于加热的正温度系数热敏电阻，其特征在于所述用于加热的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
本发明公开了一种热敏陶瓷材料，按摩尔百分比其成分包括62～65.5%的BaCO3、11～12%的Pb3O4、1.5%～2%的CaCO3、101～102%的TiO2、0.05%～0.06%的Y2O3、0.06%～0.08%的Nb2O5、0.05～0.06%的Mn(NO3)2、以及烧结液相助剂。本发明还公开了一种采用该热敏陶瓷材料制作的用于加热的PTC。这种用于加热的PTC可耐950V高压，且制成空调组件后加220V电压不间断测试2000小时，功率衰减小于10%。
文档编号C04B35/468GK102617131SQ20111020890
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