專利名稱：：一種ptc熱敏陶瓷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種PTC熱敏陶瓷材料。(二)
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的PTC熱敏陶瓷材料一般都是經(jīng)過改性的PTC熱敏陶瓷材料，以BaC03、PbO、CaC03、Ti02、MnC03為原料，以柳205為半導體形成劑，以Si02為改性劑。盡管現(xiàn)有的PTC熱敏陶瓷材料使用Si02作為改性劑，可使PTC熱敏陶瓷獲得100V/mm或更大的靜態(tài)可承受電壓和10%/°(:或更大的電阻溫度系數(shù)，但是其室溫電阻率很大而無法滿足一些特定的要求。(三)
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有PTC熱敏陶瓷材料室溫電阻率過大的不足，本發(fā)明提供一種室溫電阻率小的PTC熱敏陶瓷材料并提供其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種PTC熱敏陶瓷材料，其由下列組分組成摩爾份數(shù)為4587份的BaC03;摩爾份數(shù)為8~40份的PbO;摩爾份數(shù)為15份的CaC03;摩爾份數(shù)為BaC03、PbO、CaC03的摩爾份數(shù)之和的Ti02;摩爾份數(shù)為0.1~0.5份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.02~0.08份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.10.6份的BN(氮化硼)。推薦所述的PTC熱敏陶瓷材料由下列組分組成摩爾份數(shù)為80份的BaC03;摩爾份數(shù)為16份的PbO;摩爾份數(shù)為4份的CaC03;摩爾份數(shù)為100份的Ti02;摩爾份數(shù)為0.3份的Nb20s;摩爾份數(shù)為0.06份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.6份的BN。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟a.按照配比將所有組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻；b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒，推薦煅燒溫度為1100°C~1200°C,煅燒時間為11.5小時，粘合劑選用聚乙烯醇，固體聚乙烯醇與原料的重量比為l:100，加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液；c.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，燒結(jié)完成后自然冷卻，推薦燒結(jié)溫度為1300°C~1400。C，燒結(jié)時間為廣1.5小時。本發(fā)明的有益效果在于由于在原料中混入了BN，在PTC熱敏陶瓷在燒結(jié)過程中BN比其他化合物如Si02等更具有吸附雜志的能力，更加能促進PTC熱敏陶瓷的燒結(jié)，因此摻雜了BN后的PTC熱敏陶瓷材料在可獲得較大的靜態(tài)可承受電壓和電阻溫度系數(shù)的同時，可大大減小PTC熱敏陶瓷材料的室溫電阻率。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例一一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為45份的BaC03;摩爾份數(shù)為15份的PbO;摩爾份數(shù)為1份的CaC03;摩爾份數(shù)為61份的TK)2;摩爾份數(shù)為0.4份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.03份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.3份的BN。其制備方法包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為l小時，煅燒溫度為110(TC;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。c.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1小時，燒結(jié)溫度為1300'C，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例二一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為87份的BaC03;摩爾份數(shù)為20份的PbO;摩爾份數(shù)為2.5份的CaC03;摩爾份數(shù)為109.5份的Ti02;摩爾份數(shù)為0.25份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.07份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.1份的BN。其制備方法包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為1.2小時，煅燒溫度為1200°C;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。C.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1.3小時，燒結(jié)溫度為135(TC，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例三一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為50份的BaC03;摩爾份數(shù)為8份的PbO;摩爾份數(shù)為1.5份的CaC03;摩爾份數(shù)為59.5份的Ti02;摩爾份數(shù)為0.2份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.04份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.5份的BN。其制備方法包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為1.5小時，煅燒溫度為IIOCTC;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為h100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。c.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1.5小時，燒結(jié)溫度為140(TC，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例四一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為60份的BaC03;摩爾份數(shù)為40份的PbO;摩爾份數(shù)為3份的CaC03;摩爾份數(shù)為103份的Ti02;摩爾份數(shù)為0.1份的Nb2(^;摩爾份數(shù)為0.05份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.2份的BN。其制備方法包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為1.4小時，煅燒溫度為115(TC;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。c.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1.2小時，燒結(jié)溫度為140CTC，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例五一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為70份的BaC03;摩爾份數(shù)為10份的PbO;摩爾份數(shù)為2份的CaC03摩爾份數(shù)為82份的Ti02;摩爾份數(shù)為0.35份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.02份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.35份的BN。其制備方法包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為1.5小時，煅燒溫度為110(TC;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。c.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1.5小時，燒結(jié)溫度為130(TC，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例六一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為65份的BaC03;摩爾份數(shù)為35份的PbO;摩爾份數(shù)為3.5份的CaC03;摩爾份數(shù)為103.5份的Ti02;摩爾份數(shù)為0.45份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.08份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.4份的BN。其制備方法包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為l小時，煅燒溫度為120(TC;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。C.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1小時，燒結(jié)溫度為140(TC，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例七一種PTC熱敏陶瓷材料，由下列組分組成摩爾份數(shù)為85份的BaC03;摩爾份數(shù)為30份的PbO;摩爾份數(shù)為3.5份的CaC03;摩爾份數(shù)為118.5份的7102;摩爾份數(shù)為0.5份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.06份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.6份的BN。其制備方法包括如下步驟-a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為1.5小時，煅燒溫度為1200°C;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。C.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1小時，燒結(jié)溫度為130(TC，燒結(jié)完成后自然冷卻即可。實施例八實施例十三表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>各原料組分的摩爾份數(shù)如表1中所列，各實施例中PTC熱敏陶瓷才來哦的制備方法均包括如下步驟a.按照配比將上述原料組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻。b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒。其中煅燒時間為l小時，煅燒溫度為120(TC;本實施例中選用聚乙烯醇作為粘合劑，固體聚乙烯醇與原料的重量比為1:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。c.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，其中燒結(jié)時間為1小時，燒結(jié)溫度為140(TC,燒結(jié)完成后自然冷卻即可。冷卻后將燒制的PTC熱敏陶瓷表面涂上In-Ga電極備用，測得實施例八實施例十三的PTC熱敏電阻的室溫電阻率(P25)、靜態(tài)可承受電壓和電阻溫度系數(shù)(見表2)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>比較例一比較例三在前面的實施例中，使用BN摻雜改性PTC熱敏陶瓷，按照現(xiàn)有技術(shù)，摻雜Si02進行改性，其他配方相同(見表3)，且按照相同的方法制得PTC熱敏陶瓷，之后涂上In-Ga電極備用，測得實施例八實施例十三的PTC熱敏電阻的室溫電阻率(P25)、靜態(tài)可承受電壓和電阻溫度系數(shù)(見表4)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表2可以看出，使用BN摻雜的改性PTC熱敏陶瓷材料，可以獲得20Q.cm或更小的室溫電阻率、可以獲得100V/mm或更大的靜態(tài)可承受電壓、可以獲得10%/1:或更大的電阻溫度系數(shù);從表4可以看出使用Si02摻雜的改性PTC熱敏陶瓷材料，可以獲得100V/mm或更大的靜態(tài)可承受電壓、可以獲得10V。C或更大的電阻溫度系數(shù)，但是其室溫電阻率很大而無法滿足一些特定的要求。權(quán)利要求1.一種PTC熱敏陶瓷材料，其特征在于其由下列組分組成摩爾份數(shù)為45～87份的BaCO3；摩爾份數(shù)為8～40份的PbO；摩爾份數(shù)為1～5份的CaCO3；摩爾份數(shù)為BaCO3、PbO、CaCO3的摩爾份數(shù)之和的TiO2；摩爾份數(shù)為0.1～0.5份的Nb2O5；摩爾份數(shù)為0.02～0.08份的MnCO3；摩爾份數(shù)為0.1～0.6份的BN；2.如權(quán)利要求1所述的PTC熱敏陶瓷材料，其特征在于其由下列組分組成摩爾份數(shù)為80份的BaC03;摩爾份數(shù)為16份的PbO;摩爾份數(shù)為4份的CaC03;摩爾份數(shù)為100份的7102;摩爾份數(shù)為0.3份的Nb205;摩爾份數(shù)為0.06份的MnC03;摩爾份數(shù)為0.6份的BN;3.—種制備如權(quán)利要求1所述的PTC熱敏陶瓷材料的方法，其特征在于包括如下步驟-a.按照配比將所有組分混合在一起，進行濕混，并混合均勻；b.將混合均勻的混合物進行脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒；C.將造粒好的顆粒壓制成片，然后在空氣中燒結(jié)，燒結(jié)完成后自然冷卻。4.如權(quán)利要求3所述的制備PTC熱敏陶瓷材料的方法，其特征在于在步驟b中，煅燒溫度為1100。C1200。C，煅燒時間為11.5小時；在步驟c中，燒結(jié)溫度為1300。C1400。C，燒結(jié)時間為11.5小時。5.如權(quán)利要求3或4所述的制備PTC熱敏陶瓷材料的方法，其特征在于在步驟b中，所述的粘合劑為聚乙烯醇，固體聚乙烯醇與原料的重量比為l:100;加入聚乙烯醇時先將聚乙烯醇溶于水中配成質(zhì)量濃度為10%的聚乙烯醇溶液。全文摘要一種PTC熱敏陶瓷材料，其由下列組分組成摩爾份數(shù)為45～87份的BaCO₃；摩爾份數(shù)為8～40份的PbO；摩爾份數(shù)為1～5份的CaCO₃；摩爾份數(shù)為BaCO₃、PbO、CaCO₃的摩爾份數(shù)之和的TiO₂；摩爾份數(shù)為0.1～0.5份的Nb₂O₅；摩爾份數(shù)為0.02～0.08份的MnCO₃；摩爾份數(shù)為0.1～0.6份的BN；其制備方法包括如下步驟a.濕混；b.脫水并干燥，再進行煅燒后混入粘合劑進行造粒；c.壓制成片，在空氣中燒結(jié)，之后自然冷卻。本發(fā)明的PTC熱敏陶瓷材料在可獲得較大的靜態(tài)可承受電壓和電阻溫度系數(shù)的同時，可大大減小PTC熱敏陶瓷材料的室溫電阻率。文檔編號C04B35/622GK101357844SQ20081012072公開日2009年2月4日申請日期2008年9月2日優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日發(fā)明者周金平申請人:周金平