专利名称：一种热敏电阻材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热敏电阻材料，尤其涉及一种NTC热敏电阻材料粉体的制备方法。
背景技术：
热敏陶瓷材料是指其电阻率对温度变化敏感的陶瓷材料。按电阻率对温度的变化规律可分为正温度系数(PTC)热敏电阻，负温度系数(NTC)热敏电阻和临界温度系数(CRT) 热敏电阻。
NTC热敏电阻由于灵敏度高、可靠性高及价格低廉，而被广泛应用于家用电器、汽车以及工业生产设备的温度传感与控制。从元件的功能角度看，NTC热敏电阻根据其用途的不同可分为功率型NTC热敏电阻，补偿型NTC热敏电阻和测温型NTC热敏电阻。
NTC热敏电阻陶瓷一般是尖晶石型氧化物半导体材料，其通式为AB2O4,式中A—般为二价阳离子，B 一般为三价阳离子。
NTC热敏电阻的制备工艺与一般的电子陶瓷的制备工艺相似，其包括以下几个工艺过程制粉一造粒一成型一烧结一上电极一调阻一敏化一封装一老化性能测试。
目前，有些方法可以提高NTC材料的稳定性和一致性，例如调节控制初始粉料的密度、化学组分和微结构；调节电极的类型和性质；调节阳离子的分布等。也有人通过掺入其他元素或者第二相来减小热敏电阻的老化系数。例如目前大多采用掺入Ba，Li和Si等元素抑制老化，但效果有限。发明内容
产品的老化和一致性不好是NTC热敏电阻器生产面临的一个主要问题。
本发明制备了纳米YSZ掺杂的Cu-Co-Mn体系NTC粉体。本发明中，Cu-Co-Mn体系为 Cu。. 4C0。. 。
本发明提出一种纳米YSZ掺杂的Cu-Co-Mn体系NTC粉体，并按照以下方法制备
凝胶法制备ZrO2颗粒；
将上一步得到的定量的ZrO2悬浊母液直接倒入草酸钱溶液中；用反沉淀法将混合金属盐溶液缓慢倒入含有ZrO2粒子的草酸按溶液中，继续搅拌45分钟，然后陈化24h。
草酸盐沉淀经过滤、洗涤，在烘箱中于80°C烘干；
烘干的草酸盐前驱体在850°C锻烧2h，将所得的氧化物粉体成型为直径6mm、厚 3mm的圆片状还体；
将坯体在空气中于1150°C 烧结5h，得到致密热敏陶瓷样品；
在陶瓷样品的上下表面涂上银浆，待银浆干后放入马弗炉中在850°C灼烧20分钟，然后快冷到室温，焊上银丝电极，得到热敏电阻元件。
其中，Cu-Co-Mn体系为 Cu。.4CoQ.6Μη204。
具体实施方式
本发明应用室温固相配位反应法，合成Cu-Co-Mn体系NTC粉体。本发明中，采用低热固相反应法制备了 Cua4Coa6Mn2O4粉体的草酸盐前驱体。
本发明的Cu-Co-Mn体系NTC热敏电阻粉体材料，并按照以下方法制备
将分析纯氧氯化错，硝酸铭，硝酸忆溶于水，按一定比例混合后，得到错盐水溶液。 尿素与氧氯化错的体积比为4 1，加O. 5vol%的聚乙二醇，然后在100°C水浴加热。尿素在水浴条件下开始缓慢水解，水解产物与锆离子反应生成碱式碳酸锆沉淀，即凝胶。再将凝胶用机械搅拌一段时间后，用去离子水洗至无氯离子，超声分散10分钟后放入高压釜中进行水热反应。反应产物为乳色悬浊液，由于得到的ZrO2颗粒极小，在布朗热运动下很难沉降。
按摩尔量比Gu2+、Ni2+、Mn2+ (NH4)2CO4 = O. 3 O. 7 2 3. 3 分别称取试剂，将金属盐和草酸钱分别加热溶解，在50°C保温。待溶解完全，在草酸钱溶液中加入I %的聚乙二醇，并将上一步得到的定量的ZrO2悬浊母液(掺杂量为IOmol % )直接倒入草酸钱溶液中，用硝酸调节PH值到1.5，搅拌10分钟。用反沉淀法将混合金属盐溶液缓慢倒入含有 ZrO2粒子的草酸按溶液中，继续搅拌45分钟，然后陈化24h。
草酸盐沉淀经过滤、洗涤，在烘箱中于80°C烘干。烘干的草酸盐前驱体在850°C 锻烧2h，将所得的氧化物粉体成型为直径6mm、厚3mm的圆片状坯体。将坯体在空气中于 1150°C烧结5h，得到致密热敏陶瓷样品(相对密度达到97%以上)。在陶瓷样品的上下表面涂上银浆，待银浆干后放入马弗炉中在850°C灼烧20分钟，然后快冷到室温，焊上银丝电极，得到热敏电阻元件。
其中，Cu-Co-Mn体系为 Cu0.4Co0.6Μη204。
表I给出Cua4Coa6Mn2O4样品和掺杂IOmol % ZrO2后样品的25 “C下的电阻率和 B值以及150°C下500h热处理后的老化系数。不掺杂的Cua4Coa6Mn2O4样品的P 25、B值和老化系数分别为55. 5Ω · cm，2647.1K和14. 06。从表I可以看出，掺杂后电阻率和B值提高，这是因为ZrO2相导电性差，增加了电子跳跃时的能垒。由于ZrO2的掺入，样品的老化系数也大幅度地下降了，从不掺杂的14. 06%下降到掺杂后的5. 31%。从而使得含Cu的NTC 材料作为精密灵敏器件在工业上的使用成为可能。
表I掺杂前后样品的电阻率、B值及老化值
权利要求
1.一种纳米YSZ掺杂的Cu-C0-Mn体系NTC粉体，并按照以下方法制备 凝胶法制备ZrO2颗粒； 将上一步得到的定量的ZrO2悬浊母液直接倒入草酸钱溶液中；用反沉淀法将混合金属盐溶液缓慢倒入含有ZrO2粒子的草酸按溶液中，继续搅拌45分钟，然后陈化24h。
草酸盐沉淀经过滤、洗涤，在烘箱中于80°C烘干； 烘干的草酸盐前驱体在850°C锻烧2h，将所得的氧化物粉体成型为直径6mm、厚3mm的圆片状坯体； 将坯体在空气中于1150°C烧结5h，得到致密热敏陶瓷样品； 在陶瓷样品的上下表面涂上银浆，待银浆干后放入马弗炉中在850°C灼烧20分钟，然后快冷到室温，焊上银丝电极，得到热敏电阻元件， 其中，Cu-Co-Mn 体系为Cu0.4Co0.6Mn2O2。
全文摘要
本发明涉及一种热敏电阻材料，本发明制备了纳米YSZ掺杂的Cu-Co-Mn体系NTC粉体。本发明中，Cu-Co-Mn体系为Cu0.4Co0.6Mn2O4。
文档编号C04B35/63GK103044019SQ20121059215
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者纪成友, 贾道峰 申请人:青岛红星化工集团自力实业公司