专利名称：正温度系数热敏电阻的微波烧结方法及专用设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种正温度系数热敏电阻的微波烧结方法及专用设 备，它属于一种电子发热元件的制备方法领域，特别是钛酸钡系列正 温度系数热敏电阻的制备技术领域。
背景技术：
近年来，随着微波高温烧结技术和微波高温烧结设备的发展，微 波烧结陶瓷取得了较大的进展，并越来越受到人们的重视，由于其具 有快速、灵敏、节能、高效等常规烧结方法所不具有的多种优点，它 在陶瓷烧结制备上具有广阔的前景。微波烧结与常规烧结的区别在于 常规烧结是依靠发热体将热量通过对流、传导或辐射方式传递至被加 热物使其达到某一温度，而微波加热热量的产生是由于微波直接与物 体内部原子或分子产生耦合吸收微波能或电导损耗而发热，是被加热 物自体发热，而不是来自其他发热体，这样微波能量得到有效的利用， 降低能耗，并可实现对样品的快速加热和降温。由于微波加热的独特 性，产生一种称之为"微波效应"的现象，可以加强原子扩散，降低 活化能，由此降低烧结温度，縮短烧结时间，并可制得均匀性和一致 性很好的陶瓷材料。目前国内外已用微波成功烧结出了如氧化铝A1203、氮化硅Si3N4、碳化硅SiC等陶瓷，但都局限于制备高强度、高硬度、高韧性的结构陶瓷，在电子陶瓷领域，尤其是热敏陶瓷方面 的应用较少，特别是目前还没有利用微波烧结钛酸钡系列正温度系数 热敏电阻陶瓷的技术。 发明内容-本发明的目的在于提供一种可在低温低压下能进行大规模生产， 且节约能源的钛酸钡系列正温度系数热敏电阻的微波烧结方法及专 用设备。本发明的目的是这样实现的-一种正温度系数热敏电阻的微波烧结方法，它包括如下的工艺步a) 将经过现有工艺制成的钛酸钡系列正温度系数热敏电阻的陶瓷生 坯放入坩埚，然后将装有陶瓷生坯的坩埚和烧结专用保温体一起 整体放入微波炉内进行烧结；b) 烧结流程为设定升温速度控制在5X:/min 10(rC/min之间，升温 至120(TC土10(TC后，恒温保持5 60分钟，然后以3 30°C/min降 温速度降温至室温，即完成正温度系数热敏电阻的制备。一种用于上述正温度系数热敏电阻的微波烧结方法的专用设备， 它包括一个微波炉本体和坩埚，其特征在于在所述的微波炉本体中设 置有烧结专用保温体，所述的烧结专用保温体包括外层纤维保温体， 次外层的保温体；在所述的次外层保温体和内层坩埚之间设有纤维保 温球填充层。所述的外层纤维保温体和次外层的保温体之间设有保温空间。 所述的外层纤维保温体为带有上、下盖板的长方体或圆柱体结 构。所述的正温度系数热敏电阻的微波烧结方法的专用设备，其特征 在于所述的外层纤维保温体为氧化铝Al203材料制作；所述的次外层保温体为镁铝尖晶石—络酸镧MgAl204-LaCr03材料制作；所述的纤维保温球为Al203纤维保温球。所述的坩埚为带有上、下盖板的长方体或圆柱体结构的刚玉坩锅。本发明具有一下的优点烧结工艺周期短，生产效率高将常规烧结工艺的12小时缩短为微波烧结的3小时，大大提高钛酸钡系列正温度系数热敏电阻陶瓷的生产效率；节能降耗由于微波烧结样品自体发热、加强原子扩散、降低活化能等独特性，能量利用率高，烧 结温度低，恒温时间短，工艺周期短，在烧结样品数量相同的情况下，可以成倍的降低能耗。产品质量好、成品率高由于微波烧结的快速 升温和快速降温及整体加热性，使得材料的均匀性和一致性得到提 高，阻值、居里点、a系数等电气性能一致性很好，成品率高，从而提高了生产效益。
附图1为本发明的微波烧结专用设备的结构示意图
具体实施例方式下面以附图1为本发明实施例中的专用设备，对本发明进行进一 步的说明实施例1: 首先准备本发明使用的专用设备，该设备专用设备，如附图i 中所示，它包括一个微波炉本体l，在所述的微波炉本体1中设置有 烧结专用保温体，所述的烧结专用保温体包括外层的纤维保温体1，次外层的保温体2和内层的坩埚4，在所述的外层保温体2和内层坩埚4之间设有纤维保温球填充层3;在所述的外层的纤维保温体1，次外层的保温体2之间设有保温空间6。在本实施例中，所述的外层 的纤维保温体1为A1203材料制作；所述的次外层的保温体2为 MgAl204-LaCr03材料制作，所述的内层的坩埚4为"203材料制作的 刚玉坩锅；所述的纤维保温球为Al203纤维保温球。所述的外层纤维 保温体l为带有上、下盖板的长方体结构；所述的坩埚4为带有上、 下盖板的长方体结构。首先按要求现有技术中的配方配制钛酸钡系列正温度系数热敏 电阻材料；然后将配制好的钛酸钡系列正温度系数热敏电阻材料用常 规的烧结反应合成钛酸钡系列正温度系数热敏电阻材料粉体并成型 成陶瓷生坯；上述工艺环节均为现有技术。然后将准备好的陶瓷生坯 5放入Al203刚玉坩埚4，然后将装满陶瓷生坯的Ab03刚玉坩埚、 八1203纤维保温球3、 MgAl204-LaCr03保温体2、 "203纤维保温体1 整体放入微波烧结装置内，该微波炉应该具有一个2.45GHz多模式反 应腔。在低于6.0KW的功率下进行烧结，在室温至40(TC温区加微 波功率为l.OKW，升温速率为10°C/min，在400。C 115(TC温区升温 速率为15"C/min，然后当温度达1150'C时候，恒温30分钟，然后以 10°C/min降温至50(TC后关闭微波源自然冷却，这样即完成无开裂均
匀致密的钛酸钡系列正温度系数热敏电阻陶瓷的烧结。 实施例2:将陶瓷生坯5放入"203刚玉坩埚，然后将装满生坯的A1203 刚玉坩埚、Al203纤维保温球3、 MgAl2(VLaCr03保温体2、 "203纤 维保温体1整体放入2.45GHz多模式反应腔微波炉烧结装置内，在低 于6.0KW的功率下进行烧结，在室温至40(TC温区加微波功率为 1.2KW，升温速率为15°C/min，在40(TC 115(TC温区升温速率为 10°C/min，在1200。C，恒温20分钟，然后以10°C/min降温至500°C 后关闭微波源自然冷却，即可得无开裂均匀致密的钛酸钡系列正温度 系数热敏电阻陶瓷。所述的外层纤维保温体1为带有上、下盖板的圆 柱体结构；所述的刚玉坩埚4为带有上、下盖板的圆柱体结构。 本实施例的其它部分与实施例1完全相同。 实施例3:将陶瓷生坯5放入八1203刚玉坩埚4，然后将装满生坯的A1203 刚玉坩埚、Al203纤维保温球3、 MgAl204-LaCr03保温体2、 ^203纤 维保温体1整体放入2.45GHz多模式反应腔微波烧结装置内，在低于 6.0KW的功率下进行烧结，在室温至40(TC温区加微波功率为 1.5KW，升温速率为18°C/min，在40(TC 115(TC温区升温速率为 20°C/min，在1250°C，恒温15分钟，然后以10°C/min降温至500°C 后关闭微波源自然冷却，即可得无开裂均匀致密的钛酸钡系列正温度 系数热敏电阻陶瓷。本实施例的其它部分与实施例1完全相同。
权利要求
1、一种正温度系数热敏电阻的微波烧结方法，其特征在于它包括如下的工艺步骤a)将经过现有工艺制成的钛酸钡系列正温度系数热敏电阻的陶瓷生坯放入坩埚(4)，然后将装有陶瓷生坯的坩埚(4)和烧结专用保温体一起整体放入微波炉内进行烧结；b)烧结流程为设定升温速度控制在5℃/min～100℃/min之间，升温至1200℃±100℃后，恒温保持5～60分钟，然后以3～30℃/min降温速度降温至室温，即完成陶瓷正温度系数热敏电阻的制备。
2、 一种用于权利要求1中所述的正温度系数热敏电阻的微波烧结 方法的专用设备，它包括一个微波炉本体(7)和埘埚(4)，其 特征在于在所述的微波炉本体(7)中设置有烧结专用保温体， 所述的烧结专用保温体包括外层纤维保温体(1)，次外层的 保温体(2);在所述的次外层保温体(2)和内层坩埚(4)之 间设有纤维保温球填充层(3)。
3、 如权利要求2中所述的正温度系数热敏电阻的微波烧结方法的 专用设备，其特征在于所述的外层纤维保温体(1)和次外层的 保温体(2)之间设有保温空间(6)。
4、 如权利要求2中用于正温度系数热敏电阻的微波烧结方法的专 用设备，其特征在于所述的外层纤维保温体(1)为带有上、下 盖板的长方体或圆柱体结构。
5、 如权利要求2或3或4中所述的正温度系数热敏电阻的微波烧 结方法的专用设备，其特征在于所述的外层纤维保温体(1)为 氧化铝Al203材料制作；所述的次外层保温体(2)为镁铝尖晶 石-铬酸镧MgAl204-LaCr03材料制作；所述的纤维保温球为 八1203纤维保温球。
6、 如权利要求2中用于正温度系数热敏电阻的微波烧结方法的专 用设备，其特征在于所述的坩埚(4)为带有上、下盖板的长方 体或圆柱体结构的刚玉坩锅。
全文摘要
一种正温度系数热敏电阻的微波烧结方法及专用设备，它属于电子发热元件的制备方法领域，它包括如下的工艺步骤将经过现有工艺制成的钛酸钡系列正温度系数热敏电阻的陶瓷生坯放入坩埚和烧结专用保温体一起整体放入微波炉内进行烧结；烧结流程为设定升温速度控制在5℃/min～100℃/min之间，升温至1200℃±100℃后，恒温保持5～60分钟，然后以3～30℃/min降温速度降温至室温；所述的专用设备为在微波炉本体中设置有烧结专用保温体，烧结专用保温体包括外层纤维保温体，次外层的保温体；在次外层保温体和内层坩埚之间设有纤维保温球填充层。本发明的烧结工艺周期短，产品质量好、成品率高，从而提高了生产效益，同时也节约了能源。
文档编号H01C7/02GK101154485SQ200610062989
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年9月30日
发明者宋文杰, 张大牛, 阳 郑, 郜长福, 陈闻杰 申请人:郜长福