本发明属于功能材料技术领域，尤其是涉及一种镍/锰/石墨/钛酸锶钡基复合正温度系数热敏电阻材料及制备方法。
背景技术
金属/陶瓷复合ptc材料的研究重点内容之一是金属颗粒和陶瓷在复合材料中的均匀分布，提高材料的性能。主要方法有以下几种：①超声分散法是将金属粉和陶瓷粉料经混合研磨后，再加入乙醇溶液进行超声波处理，一定程度上解决机械混合时造成的金属颗粒不均匀分布，但不能从根本上解决问题(简家文等，功能材料，1996年，27(4)：361)；②化学镀法是利用氧化—还原反应在陶瓷粉末颗粒表面制备一层厚度均匀的金属层，克服了机械混合法混合不均的缺点，但对陶瓷粉末颗粒施镀比传统的金属工件施镀更困难，而且工艺复杂(李晓雷，曲远方，徐廷献.烧成及热处理工艺对ni/ptc陶瓷复合材料性能的影响.硅酸盐通报,2001.3:50～54)；③sol-gel法是将金属的氧化物均匀分散在复合粉料中，在较高的温度下还原产生金属—陶瓷复合粉料。这种方法虽然能均匀分散，但工艺繁琐(rodeghieroe.detalmaterscieng，1995：492)。按上述方法制得的复合ptc材料的电阻率较高、升阻比较低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出本发明的目的在于提供一种镍/锰/石墨/钛酸锶钡基复合正温度系数热敏电阻材料及其制备方法，使正温度系数热敏电阻材料不但具有较低的室温电阻率，同时具有较高的升阻比。
镍/锰/石墨/钛酸锶钡基复合正温度系数热敏电阻材料指的是ni/mn/石墨/(ba1-xysrxpby)tizo3基复合ptc材料，pct是正温度系数热敏电阻的简称。
为达到上述目的，本发明的技术方案是通过以下配料和配套工艺实现的：将所用原料烘干、制备正温度系数热敏电阻陶瓷粉料、制备ni/mn/石墨/(ba1-x-ysrxpby)tizo3基复合ptc材料、造粒、过40目筛、成型、排胶、烧成、电极制备、性能测试。
本发明的ni/mn/石墨/(ba1-x-ysrxpby)tizo3基复合ptc材料的成分组成及质量百分比为：
(ba1-x-ysrxpby)tizo3基正温度系数热敏电阻陶瓷粉料：(63～97)wt％，其中,x＝0～0.25,y＝0～0.60；
过100目筛的金属ni粉：(2～30)wt％；
过100目筛的金属mn粉：(0.01～0.06)wt％；
过100目筛的石墨粉：(0.5～7)wt％。
其中(ba1-x-ysrxpby)tizo3基正温度系数陶瓷粉料的摩尔含量配方为：
baco3:(1-x-y)；
srco3:x；
pb3o4:y/3；
tio2:z；
(其中x＝0～0.25,y＝0～0.60，z＝1.005～1.012)；
y2o3:(0.0001～0.0002)；
nb2o5:(0.0009～0.0013)；
mno2::(0.0001～0.0004)；
sio2::(0.0042～0.00048)；
al2o3:(0.0009～0.0018)。
本发明的另一目的在于提出一种制备所述的ni/mn/石墨/(ba1-x-ysrxpby)tizo3基复合ptc材料的配套工艺方法，包括以下步骤：
步骤a：将原料baco3、srco3、pb3o4、tio2、y2o3、nb2o5、sio2、al2o3、mno2在100～120℃下进行烘干处理；
步骤b：将步骤a中烘干处理后的原料按照(ba1-x-ysrxpby)tizo3基配料的摩尔比含量进行称取配制如下原料：
baco3:(1-x-y)；
srco3:x；
pb3o4:y/3；
tio2：z；
其中x＝0～0.25，y＝0～0.60，z＝1.005～1.012；
y2o3：0.0001～0.0002；
nb2o5：0.0009～0.0013。
步骤c：将步骤b中得到的配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中，采用湿法球磨3～24小时，其中料：球：去离子水＝1:4:2(质量比)；
步骤d：将步骤c中得到的球磨料在(120～140)℃条件下烘干，将烘干后的粉料装入刚玉坩埚内，在(930～1100)℃下煅烧合成2～6小时；
步骤e：将步骤d得到的煅烧合成料中，按照(ba1-x-ysrxpby)tizo3基正温度系数陶瓷配料的摩尔比含量进行称取配入如下原料：
mno2：0.0001～0.0004；
sio2：0.0042～0.00048；
al2o3：0.0009～0.0018；
步骤f：采用湿法球磨的方法对步骤e的配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中进行再次球磨6～24小时，其中料：球：去离子水＝1:4:2(质量比)；
步骤g：将步骤e得到的球磨料在(120～140)℃下烘干，过40目筛，制得正温度系数热敏电阻陶瓷粉料备用；
步骤h：将步骤g制得的正温度系数热敏电阻陶瓷粉料按质量百分含量(63～97)％、金属ni粉按质量百分含量(2～30)wt％、金属mn粉按质量百分含量(0.001～0.06)wt％、石墨粉按质量百分含量(0.5～7)wt％进行配料，将配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中,经过干法球磨混合1～6小时，然后在粉料中加入质量8wt％、浓度为5％的聚乙烯醇水溶液进行造粒、过40目筛、将造粒料在压力为(230～290)mpa下压制成型；
步骤i：将步骤h的成型件在石墨坩埚中扣烧，烧成温度为(1120～1300)℃，保温10～60分钟；
步骤j：将步骤i中烧成后的瓷件在空气气氛、(500～750)℃的条件下进行微氧化热处理5～30分钟，然后在热处理后的瓷件上烧渗欧姆银电极或铝电极，制成ni/mn/石墨/(ba1-x-ysrxpby)tizo3基复合正温度系数热敏电阻。
现有(ba1-x-ysrxpby)tizo3基正温度系数热敏电阻陶瓷材料的较低的室温电阻率一般为(30～120)ω.cm左右，升阻比为(1.3～9.8)×103；采用本发明工艺制备的(ba0.84sr0.07pb0.09)tizo3基正温度系数热敏电阻陶瓷材料的室温电阻率为58.4ω.cm，升阻比为1.32×103。
相对于现有技术，本发明的工艺简单，制得的(ba1-x-ysrxpby)tizo3基复合ptc材料的优点在于与原(ba1-x-ysrxpby)tizo3基正温度系数热敏电阻陶瓷材料相比，本发明正温度系数热敏电阻陶瓷材料的室温电阻率明显降低，同时具有较高的升阻比。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规化学试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
将原料baco3、srco3、tio2、y2o3、nb2o5、mno2、sio2、al2o3在120℃下进行烘干处理；准确称量烘干原料：0.92molbaco3、0.08molsrco3、1.007moltio2、0.0001moly2o3和0.0010molnb2o5；将该配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中球磨12小时，其中料：球：去离子水＝1:4:2(质量比)，然后在120℃条件烘干后，装入刚玉坩埚中经1050℃煅烧合成2小时，然后煅烧合成料中再配入摩尔含量为0.0001mol的mno2、0.0044mol的sio2和0.0016mol的al2o3,将配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中，再次湿法球磨24小时(料：球：去离子水的质量比为1:4:2)；将球磨料在130℃下烘干，制得(ba0.92sr0.08)ti1.007o3基正温度系数热敏电阻陶瓷粉料备用；
将上述正温度系数热敏电阻陶瓷粉料过40目筛，进行如下配料：正温度系数热敏电阻陶瓷粉料称量80wt％、过100目的金属镍粉的配料量为17wt％、过100目筛的金属mn粉的配料量为0.03wt％、过100目筛的石墨粉的配料量为2.97wt％；上述配料将配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中，经过干法球磨混合6小时；混合后的粉料中加入质量为8wt％、浓度为5％的聚乙烯醇水溶液进行造粒，造粒料过40目筛；将该造粒料在250mpa压力下压制成型为
实施例2
将原料baco3、srco3、pb3o4、tio2、y2o3、nb2o5、mno2、sio2、al2o3在120℃下进行烘干处理；准确称取烘干后的原料：0.84molbaco3、0.07molsrco3、0.03molpb3o4、1.008moltio2、0.0002moly2o3和0.0011molnb2o5；将称量的原料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中球磨16小时，其中料：球：去离子水＝1:4:2(质量比)；球磨料在120℃烘干后装入刚玉坩埚中经970℃煅烧合成2小时，然后在煅烧合成料中再配入0.0002molmno2、0.0046molsio2、0.0017molal2o3，将配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中再次球磨24小时(料：球：去离子水＝1:4:2(质量比))，球磨料在120℃下烘干，过40目筛，制得(ba0.84sr0.07pb0.09)ti1.008o3基正温度系数热热敏电阻陶瓷粉料备用。
将过40目筛的陶瓷粉料配料85wt％、过100目筛的金属镍粉配料量12wt％、过100目筛的金属mn粉的配料量0.02wt％，过100目筛的石墨粉的配料量2.98wt％；该配料放入有玛瑙球的聚氨酯球磨罐中，经过干法球磨混合6小时；然后，粉料中加入质量8wt％、浓度为5％的聚乙烯醇水溶液进行造粒，造粒料过40目筛；将造粒料在压力为260mpa下压制成型为
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。