一种无铅高居里温度BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷的制备方法与流程

文档序号:12688953阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种居里温度高、升阻比高、室温电阻率低的无铅BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷及其制备方法,其特征在于,所述陶瓷以四方钙钛矿BaTiO3相为基质,以(Bi0.5Na0.5)TiO3为提高居里温度的移峰剂,以稀土氧化物Ta2O5或Sm2O3降低室温电阻率,并且添加过渡金属氧化物MnO2来提高升阻比;所述制备方法采用一锅法制备这种无铅BaTiO3基热敏陶瓷,并采用还原-再氧化的烧结方法来获得热敏特性优异的BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷;所述制备方法依次包括“称量→混料→球磨→烘干→煅烧→研磨过筛→造粒→压片→排胶→烧结→被电极”工艺方法和步骤。

2.按照权利要求1所述的无铅BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷,其特征在于,其配方中含有合成摩尔分数90~92%的BaTiO3和摩尔分数8~10%的(Bi0.5Na0.5)TiO3相应量的市售分析纯BaCO3、TiO2、Bi2O3、Na2CO3粉末,并含有外加的摩尔分数0.3~0.5%的市售分析纯Ta2O5或Sm2O3粉末和摩尔分数0.02~0.04%的市售分析纯MnO2粉末。

3.按照权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述一锅法制备无铅BaTiO3基热敏陶瓷技术,无需事先合成(Bi0.5Na0.5)TiO3移峰剂,而是直接将制备这种陶瓷的所有原料试剂一起混合加工,并一次烧结而成;所述还原-再氧化烧结方法,首先在惰性气氛保护下,在高温1300~1400℃下保温2~4h来控制样品中氧空位的形成,实现BaTiO3基陶瓷材料的半导化;然后在空气中1000℃下进行再氧化,利用空气中存在的氧气,填充晶界上形成的部分氧空位,最终获得BaTiO3基正温度系数热敏陶瓷材料;所述球磨为湿式球磨,其中溶剂为无水乙醇或者丙酮,磨球为高硬耐磨的ZrO2球,混合粉料、磨球、溶剂的质量比为1:(10-20):(5-10),球磨时间为6~24h,球磨设备为行星式球磨机、搅拌球磨机、高能旋转球磨机之一种;所述煅烧在马弗炉中进行,煅烧温度为800~1000℃,保温4~6h;所述排胶在马弗炉中进行,将陶瓷素坯从室温升至500~600℃,升温速率为1~3℃/min,并保温2~4h;所述烧结在气氛炉中进行,首先在气流量为200~300sccm/min的N2惰性气氛保护下加热升温,400℃前升温速率为5~10℃/min,400℃后升温速率5~8℃/min,最高烧结温度1300~1400℃下保温2~4h,然后在1000℃以上冷却时在N2惰性气氛保护下进行,冷却速率为10~15℃/min,在1000℃时停止通入N2、在空气中保温2~4h,1000℃以下在空气气氛中随炉冷却至室温。

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