一种超低电阻率低B值NTC热敏电阻材料及其制备方法与流程

文档序号:13674941阅读:281来源:国知局
技术领域本发明属于电阻材料技术领域,尤其涉及一种具有超低电阻率低B值NTC热敏电阻材料及其制备方法。

背景技术:
热敏电阻是指电阻随温度发生明显变化的电阻材料,一般按温度系数可分为电阻随温度的升高而增大的正温度系数PTC热敏电阻,电阻随温度的升高而减小的负温度系数NTC热敏电阻和电阻在特定温度范围内急剧减小的临界温度系数CTR热敏电阻。NTC热敏电阻具有测温精度高、互换性好和可靠性高等特点,在温度测量、控制、补偿等方面应用十分广泛。现在市场上开发的NTC热敏电阻材料都是基于低阻高B值或者高阻低B值的热敏材料,且市场上的低阻NTC电阻,其室温电阻率为几百kΩ·cm,甚至几千kΩ·cm以上。在温度补偿方面,往往需要低电阻率低B值NTC热敏电阻材料,比如设计一种衰减量随温度变化的微波温度补偿衰减器,在室温为小衰减量的π型微波温度补偿衰减器的设计中,使得微波温补衰减器的衰减量,随温度变化平缓变化一定的衰减量,需要设计其中的NTC热敏电阻的室温阻值为几十欧姆,采用材料厚度为几个μm到几十个μm的厚膜材料来设计微波温补衰减器,则需要一种超低室温电阻率,以及电阻率随温度变化平缓的热敏电阻材料来达到设计要求。因此有必要开发一种可用于高温环境的、低成本、组成简单的,具有超低电阻率低B值的NTC热敏电阻材料。

技术实现要素:
针对上述存在问题或不足,为实现一种可用于高温环境的、低成本、组成简单,且具有超低电阻率低B值的NTC热敏电阻材料。本发明提供了一种超低电阻率低B值NTC热敏电阻材料及其制备方法。一种超低电阻率低B值NTC热敏电阻材料,其化学组成满足通式:LaxSr1-xMnyO3,其中0.3≤x≤0.8,0.6≤y≤1.2,原料为La2O3、SrCO3和MnO2,室温电阻率为0.2~0.3Ω·cm,B值25/50的范围为230K~350K。其制备方法,包括以下具体步骤:步骤1、按照通式LaxSr1-xMnyO3,其中0.3≤x≤0.8,0.6≤y≤1.2,分别称取La2O3、SrCO3和MnO2粉料进行混合,将混合粉料、磨介材料和分散剂装入球磨罐进行一次球磨,球磨时间为18-26小时;步骤2、将步骤1磨得的粉体放入烘箱,103℃干燥8-14小时;步骤3、干燥后的粉料送入烧结炉在700~1000℃煅烧2~4小时,再将煅烧后的粉料、磨介材料和分散剂装入球磨罐进行二次球磨,球磨18-26小时,并烘干;步骤4、将松油醇、氢化蓖麻油、二甲酸二甲酯、乙基纤维素和吐温80,按45:1:10:3:1的质量比配制成有机载体;步骤5、将步骤3制得的粉料先过300目筛,然后按照粉料和有机载体的质量比1:1或1:2,添加到步骤4制得的有机载体中,85℃水浴加热搅拌8小时,制得浆料;步骤6、将步骤5制得的浆料搅拌均匀后通过丝网印刷将其印刷在Al2O3基板上,130℃烘干,印刷后并烘干算一层,需要印刷4-6层,印刷成型后的材料放入高温炉中,于1100℃~1350℃,烧结2~4小时,制成厚膜陶瓷,然后刷银电极,即得到超低电阻率低B值NTC热敏电阻。所述步骤1的磨介材料为氧化锆球或玛瑙球,分散剂为去离子水。所述步骤1和步骤2中一次和二次球磨时粉料、磨介材料和分散剂的质量比均为1:2:3。所述步骤1和步骤3中球磨的转速均为250r/min~300r/min。所述步骤6中的丝网印刷的网孔目数是300目,厚膜的总厚度为10μm~16μm。本发明提供的超低电阻率低B值NTC热敏陶瓷材料,其室温电阻率为0.2~0.3Ω·cm,B值25/50范围为230K~350K,制备工艺简单,生产成本较低,适合工业化生产,制成超低电阻率低B值热敏电阻,满足在温度测量以及平缓的温度补偿中的应用。附图说明图1为实施例所得厚膜NTC热敏陶瓷样品电阻率随温度变化曲线;图2为实施例所得厚膜NTC热敏陶瓷电阻样品的丝网印刷的实物图。具体实施方式利用分析天平按LaxSr1-xMnyO3化学计量,准确称取La2O3为9.9693g、SrCO3为0.6643g和MnO2为1.0433g,将上述组分的总量与玛瑙球和去离子水,按重量比1:2:3混合装入球磨罐球磨,球磨转速为250r/min,球磨时间为24小时。将球磨后的粉料放进烘箱,103℃干燥12小时,烘干后放进高温炉,850℃煅烧2.5小时,再将玛瑙球和去离子水,按重量比1:2:3混合装入球磨罐二次球磨,转速为250r/min,球磨时间为24小时。配制有机载体,将松油醇、氢化蓖麻油、二甲酸二甲酯、乙基纤维素和吐温80,按45:1:10:3:1的质量比配制成有机载体;烘干得到的粉料先过300目筛,然后按照粉料和有机载体的质量比1:2,添加到有机载体中,85℃水浴加热搅拌8小时,制得浆料;将浆料搅拌均匀后通过丝网印刷印刷5层,厚度为13.5μm。在Al2O3基板上,130℃烘干,成型后的材料在高温炉中,于1100℃~1350℃烧结2.5小时,制成厚膜热敏电阻,然后刷银电极,即得到超低电阻率低B值NTC热敏电阻。烧结后的样品如图2所示,厚度为13.5μm,室温方阻为185.45Ω,测量其在17.5℃~120℃温度范围内的电阻率,样品室温电阻率为0.25Ω·cm,随着测试温度的增加,样品电阻率呈缓慢降低趋势,满足NTC特性,如图1所示,B值25/50为245K。
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