一种负温度系数热敏陶瓷片的制备方法

本公开涉及热敏陶瓷成型，特别涉及一种负温度系数热敏陶瓷片的制备方法。

背景技术：

1、近年来电子产品的微型化、集成化趋势推动了微电子技术和表面贴装技术的发展，因此也要求传统的块体电阻、电容、电感等敏感元件的片式化。负温度系数热敏电阻(negative temperature coefficient thermistor，ntc)成分复杂，难以在常压下烧结成致密的热敏陶瓷片，通常需要采用高温高压陶瓷烧结技术烧制成陶瓷锭，然后将陶瓷锭进行切片和划片后涂覆电极，最后封装形成元件使用。

2、但是高温高压烧结等技术对设备和模具的要求较高，具有优良ntc特性的复合功能陶瓷材料的烧结温度也较高，且不同陶瓷相的成瓷温度不同，导致烧结工艺操作难度较大，成本与能源耗费较高。因此需要一种工艺简单且易操作，在降低成本的同时可以获得致密度高的负温度系数陶瓷片的制备方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一，本公开提供了一种负温度系数热敏陶瓷片的制备方法，在常压下原位形成高致密度的超薄热敏陶瓷片，同时制备成本低且方法简单易操作，制备过程节能环保。

2、为了解决上述技术问题，本公开提供的技术方案如下：

3、根据本公开的实施例，提供了一种负温度系数热敏陶瓷片的制备方法，包括：

4、向含金属氧化物的水基浆料加入添加剂，经混合后，得到混合浆料，金属氧化物包括mno2、ni2o3和co2o3，添加剂包括聚乙二醇和助剂，助剂为甘油和/或玻璃陶瓷助烧剂；

5、对混合浆料进行定向冷冻，使得冰晶沿着自混合浆料的底部向液面的方向定向生长，得到冷冻坯体；

6、对冷冻坯体进行冷冻干燥，使得冰晶升华，得到片层状的陶瓷生坯；

7、对陶瓷生坯进行常压烧结，得到具有单一尖晶石结构的陶瓷块体，陶瓷块体呈片层状；

8、采用机械分离的方法沿着对陶瓷块体的片层方向进行解理断裂，得到负温度系数热敏陶瓷片。

9、根据本公开的实施例，在制备负温度系数热敏陶瓷的材料时加入分散剂，可以获得均匀分散的混合浆料；通过对混合浆料的定向冷冻可以使冰晶垂直定向生长，定向生长的冰晶将氧化物颗粒排挤、推压成片层，得到冷冻坯体；通过对冷冻坯体的冷冻干燥，获得洁净干燥、无杂质的呈片层状的陶瓷生坯；通过对陶瓷生坯的常压烧结即可得到高致密度的陶瓷块体；通过机械分离的方式即可得到致密度高且超薄的负温度系数热敏陶瓷片。

技术特征：

1.一种负温度系数热敏陶瓷片的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述金属氧化物在所述水基浆料中固相重量分数为45％～55％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述定向冷冻的操作包括：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，mno2、ni2o3和co2o3之间的混合比例为mn2.25-xni0.75coxo4的化学计量比，其中，0.8≤x≤1.2。

5.根据权利要求1、2或4所述的制备方法，还包括：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述水基浆料中固相重量分数为100％，所述添加剂包括0.5％～1.5％聚乙二醇和0～4％的甘油。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以所述水基浆料中固相重量分数为100％，所述添加剂包括0.5％～1.5％聚乙二醇和0～10％的玻璃陶瓷助烧剂。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述冷冻干燥的条件包括：干燥温度为-40℃～-50℃，真空度小于10pa，干燥时间为24～48小时。

9.根据权利要求1～4、6、8中任一项所述的制备方法，其中，所述常压烧结是在1个标准大气压下，以5℃/min的升温速度升温至800℃，保温2小时，再以3℃/min的升温速度升温至1200～1400℃，保温2小时。

10.根据权利要求1～4、6、8中任一项所述的制备方法，其中，所述机械分离的方法为机械切割法。

技术总结
本公开提供了一种负温度系数热敏陶瓷片的制备方法，该方法包括向含金属氧化物的水基浆料加入添加剂得到混合浆料，再对混合浆料进行定向冷冻，使得冰晶沿着自混合浆料的底部向液面的方向定向生长，得到冷冻坯体后进行冷冻干燥，得到片层状的陶瓷生坯，再进行常压烧结，得到呈片层状的具有单一尖晶石结构的陶瓷块体，最后对陶瓷块体进行机械分离得到负温度系数热敏陶瓷片。使用本公开制备方法制得的负温度系数热敏陶瓷片致密度高，且制备过程简单易操作，节能环保。

技术研发人员：赵岩,霍真真,芦佳俊,赵青,常爱民
受保护的技术使用者：中国科学院新疆理化技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11