一种大电容量功率型热敏材料及其制备方法与流程

本发明涉及热敏材料，尤其涉及一种大电容量功率型热敏材料及其制备方法。

背景技术：

1、背景技术中的下列内容仅指本发明人理解的与本发明有关的信息，旨在通过对与本发明相关的一些基础技术知识的说明而增加对本发明的理解，该信息并不必然已经构成被本领域一般技术人员所公知的知识。

2、功率型负温度系数热敏电阻在多种领域的多种设备中得到应用，例如：对于某个型号的功率型ntc热敏电阻来说，电压一定情况下允许接入的滤波电容的大小是有严格要求的。在电源等应用中，开机浪涌是因为电容充电产生的，因此通常用给定电压值下的允许接入的电容量来评估ntc热敏电阻承受浪涌电流的能力。

3、对于某一个具体的ntc热敏电阻来说，所能承受的最大能量已经确定。目前，功率型热敏电阻通常采用方法是以增大热敏电阻的体积提高电容量。所以热敏芯片越大，通过的电容量越大，如电容量1000μf的芯片直径20mm。然而，芯片体积增大，制造成本随之增大，且装载空间要增大。因此，如何在体积不变情况下，提高功率型热敏电阻的电容量，是目前功率型热敏电阻设计和制造的重要课题。

技术实现思路

1、针对上述的问题，本发明提供一种大电容量功率型热敏材料及其制备方法，该热敏材料能够在产品体积不变情况下有效增加功率型热敏电阻的电容量。为实现上述发明目的，本发明公开了以下技术方案：

2、第一方面，本发明公开一种大电容量功率型热敏材料，其原料主要包括基质材料及其质量1～10％的添加剂。其中：所述基质材料包括以下重量份比的原料：mn3o4、nio、cuo、co3o4＝40～70：10～30：8～20：1～10；所述添加剂包括以下重量份比的原料：al2o3：nb2o5：fe2o3：sic＝(10～25)：(10～20)：(20～35)：(20～40)。

3、第二方面，本发明公开一种大电容量功率型热敏材料的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将所述添加剂的各原料按比例加入到所述基质材料中，然后在得到的混合物料中加入水进行研磨，完成后得到浆料，将该浆料烘干，得烘干料。

5、(2)在所述烘干料中加入粘合剂混合均匀后造粒，将得到的坯体进行烧结，即得热敏材料。

6、进一步地，步骤(1)中，所述混合物料和水的重量份比为1：1.1～1.3。

7、进一步地，步骤(1)中，所述研磨时间为18～24小时。可选地，加入研磨球进行所述研磨，所述混合物料、水、研磨球的重量份比为1：1.1～1.3：1.4～1.8，

8、进一步地，步骤(1)中，所述烘干的温度为100～150℃，时间为6～10h。

9、进一步地，步骤(2)中，所述粘合剂的添加比例为基质材料质量的20～30％，以便于将所述基质材料和添加剂中的各物料粘合在一起。

10、进一步地，步骤(2)中，所述粘合剂包括聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液等中的至少一种。可选地，所述聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液的质量分数在10～20％之间可调。

11、进一步地，步骤(2)中，所述造粒的到的产物粒径为200～300目，也可以根据需要选择适合的粒径。

12、进一步地，步骤(2)中，所述烧结工艺为：将所述坯体在1000～1300℃保温2～6小时。优选地，先将温度升温至400～600℃度保温1～4小时，完成后继续升温至700～800℃度保温1～4小时，最后升温至1000～1300℃保温2～6小时，即得。

13、与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：

14、(1)本发明的热敏材料制备的热敏电阻具有大电容量特点，在同样的体积下，相对于现有的材质制备的热敏电阻的电容量得到了大幅度提升。其主要原因在于：本发明的这种添加剂能够使热敏电阻的晶粒尺寸变小，单位体积内的晶界数目增加，晶粒与晶粒之间紧密接触，电子在晶界处所需克服的势垒δegb增大，单位体积内电性能增强，从而增加电容量。

15、(2)本发明的热敏材料制备的热敏电阻还具有致密性好、稳定性高的特点，是一种性能优异的负温度系数热敏材料。其主要原因在于：本发明的这种添加剂惨杂后使得到的热敏电阻气孔率减少，小晶粒分散在大晶粒之间可以提高陶瓷片的致密性。在空气氛围中冷却过程中由于在晶界处形成阳离子空位减少，此时阳离子与空位处于相对均匀分布状态，使热敏电阻趋向更加稳定的状态。

技术特征：

1.一种大电容量功率型热敏材料，其特征在于，所述热敏材料的原料主要包括基质材料及其质量1～10％的添加剂；其中：

2.权利要求1所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合物料和水的重量份比为1：1.1～1.3。

4.根据权利要求3所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述研磨时间为18～24小时；可选地，加入研磨球进行所述研磨，所述混合物料、水、研磨球的重量份比为1：1.1～1.3：1.4～1.8。

5.根据权利要求2所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述烘干的温度为100～150℃，时间为6～10h。

6.根据权利要求2所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粘合剂的添加比例为基质材料质量的20～30％。

7.根据权利要求2所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粘合剂包括聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液中的至少一种；可选地，所述聚乙烯醇水溶液、羧甲基纤维素水溶液的质量分数为10～20％。

8.根据权利要求2所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烧结工艺为：将所述坯体在1000～1300℃保温2～6小时。

9.根据权利要求8所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，先将温度升温至400～600℃度保温1～4小时，完成后继续升温至700～800℃度保温1～4小时，最后升温至1000～1300℃保温2～6小时，即得。

10.根据权利要求1-9任一项所述的大电容量功率型热敏材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述造粒的到的产物粒径为200～300目。

技术总结
本发明公开一种大电容量功率型热敏材料及其制备方法。所述热敏材料的原料主要包括基质材料及其质量1～10％的添加剂。其中：所述基质材料包括以下重量份比的原料：Mn<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;、NiO、CuO、Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;＝30～70：10～30：8～20：1～10；所述添加剂包括以下重量份比的原料Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;：Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;：Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;：SiC＝(10～25)：(10～20)：(20～35)：(20～40)。本发明的热敏材料制备的热敏电阻具有大电容量特点，在同样的体积下，相对于现有的材质制备的热敏电阻的电容量得到明显提升。另外，本发明的热敏材料制备的热敏电阻还具有致密性好、稳定性高的特点，是一种性能优异的负温度系数热敏材料。

技术研发人员：李本文,刘倩,朱金鸿,李莉
受保护的技术使用者：山东中厦电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13