专利名称：钛酸钡系半导体陶瓷材料及制造方法
技术领域：
本发明是一种正温度系数热敏电阻半导体陶瓷材料及制造方法。
对于BaTiO3为基的半导体陶瓷，一般采用固相反应法制得粉料或化学共沉法得到的原料。在国内市售原料和常规烧结工艺条件下，采用固相反应制粉法得到的原料制得的PTC热敏电阻陶瓷材料耐压强度较大，但电阻率温度系数较小α≤20%;采用化学共制粉沉法得到的原料制得的PTC热敏电阻陶瓷材料虽然电阻率温度系数较大，但瓷体难以致密化，耐压强度小。
在现有的正温度系数热敏电阻半导体陶瓷材料中，按技术实质与所申请的半导瓷相近的是日本专利特许公报、昭55-16521，它所描述的材料，虽然某些组份的温度系数、耐压强度较大，但综合性能还是较差，即αmax≤20%/℃，V≤200V/mm，ρmax/ρmin≤4×106。它采用固相反应制粉法得到的原料。
本发明的目的是采用国内市售原料和常规工艺及烧结技术制造一种正温度系数热敏电阻半导体陶瓷，使它同时具有常温电阻率低，电阻率正温度系数大，耐压强度大的电性能优良的半导体陶瓷材料。
为达到上述目的，本发明以固相反应法得到的钛酸钡粉料与化学共沉法得到的草酸氧钛钡粉料混和作为原料，其组成为XBaTiO3+(1-X)BaTiO(C2O4)2·3.49H2O加入(0～10)mol%SrCO3，(0.5～3)mol%SiO2，(0.05～0.5)mol%Y2O3，(0.5～3)mol%TiO2和(0.001～0.2)mol%Mn(NO3)2，其中X＝(20～80)mol%，其烧结工艺最高烧结温度为(1260～1330)℃，烧结时间为(5～60)分钟，升温速率为(10～100)℃/分，降温速率为(40～200)℃/分。采用这一配方与工艺，可以使得原料粒度分布合理，坏体密度大，烧结温度降低，烧结时间短，从而得到晶粒细密性能优良的热敏半导体陶瓷。其居里温度Tc＝90℃～120℃，室温电阻率ρ25℃＝(10～103)Ω·cm，α＝18%～35%/℃，ρmax/ρmin＝105～107，V＝250～350V/mm。
为获得热敏电阻半导体陶瓷，制备了四种组份的陶瓷，其工艺过程为首先将原料按组份(见表1)称量，放入球磨罐中，按原料∶玛瑙球∶蒸馏水＝2∶1∶1.5球磨40-60小时，烘干，过100目筛后，在(1050～1150)℃温度下预烧2～4小时，然后加入(0.001～0.5)mol%Mn(NO3)2溶液，再次混和20-40小时，烘干，加入粘结剂造粒后，干压成φ16mm×2.5mm的圆片，在(1260～1350)℃下烧结5-60分钟，最后在烧成的样品两端上制作电极，进行电性能测量。
表1给出了四个实施例材料的主要组成及其电性能，其主成份为XBaTiO3+(1-X)BaTiO3·(C2O4)·3.49H2O+YSrCO3。
采用本发明制造的BaTiO3系半导体陶瓷材料，可用来制造热敏元件或过热过流保护元件，现已制成冰箱压缩机写达起动器PTC热敏元件。
表1<
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权利要求
1.一种以钛酸钡为基的正温度系数热敏电阻半导体陶瓷材料，其特征是XBaTiO3+(1-X)BaTiO(C2O4)2·3.49H2O，加入(0～10)mol%SrCO3，(0.5～3)mol%SiO2，(0.05～0.5)mol%Y2O3，(0.5～3)mol%TiO2和(0.001～0.5)mol%Mn(NO3)2，其中X=(20～80)mol%。
2.按照第1项，烧结工艺特征是最高烧结温度为(1260～1330)℃，烧结时间为(5～60)分钟，升温速率为(10～100)℃/分，降温速率为(40～200℃/分)。
全文摘要
一种以钛酸钡为基的正温度系数热敏电阻半导体陶瓷材料，采用不同粒度的钛酸钡粉料与草酸氧钛钡粉料混和为主组成的配方和相应烧结工艺，可以获得晶粒细密，常温电阻率低，电阻率正温度系数大，耐压强度大，最大电阻率与最小电阻率比值大、性能优良的热敏半导体陶瓷材料。
文档编号H01C7/02GK1046516SQ8910257
公开日1990年10月31日 申请日期1989年4月21日 优先权日1989年4月21日
发明者陈晰, 陈昂, 智宇 申请人:陈晰, 陈昂, 智宇