專利名稱：低溫?zé)Y(jié)ntc氧化物熱敏材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可低溫?zé)Y(jié)的負(fù)溫度系數(shù)NTC氧化物熱敏材料及其制備方法
背景技術(shù)：
目前，負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻廣泛地應(yīng)用于溫度控制、溫度檢測(cè)、溫度補(bǔ)償、 集成電路保護(hù)等場(chǎng)合，其中片式NTC熱敏電阻可用于電信、家用電器、汽車及醫(yī)療等領(lǐng)域的 溫度控制、溫度檢測(cè)、溫度補(bǔ)償、集成電路保護(hù)。近年來由于這些領(lǐng)域特別是移動(dòng)通信及汽 車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，片式NTC熱敏元件逐步發(fā)展為主流產(chǎn)品。 實(shí)現(xiàn)熱敏電阻的多層片式化，并考慮到成本因素，應(yīng)實(shí)現(xiàn)NTC熱敏電阻材料與內(nèi) 電極銀(Ag)的低溫共燒(燒結(jié)溫度《950°C )，熱敏電阻的低溫?zé)Y(jié)成為發(fā)展多層片式熱 敏電阻的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料低溫?zé)Y(jié)(燒結(jié)溫度《95(TC)，為 制備多層片式熱敏元件提供技術(shù)支持，具有重要的實(shí)用工程應(yīng)用意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)Mn-Ni-0系熱敏電阻的低溫?zé)Y(jié)。提出一種可低溫?zé)Y(jié)的
負(fù)溫度系數(shù)NTC氧化物熱敏材料及其制備方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 —種可低溫?zé)Y(jié)的負(fù)溫度系數(shù)NTC氧化物熱敏材料，NTC氧化物熱敏材料是以二 價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽為原料制成，其中各組分的摩爾比為錳鎳=2_5 : 4-l(金屬鹽的總摩 爾數(shù)為6)。 —種可低溫?zé)Y(jié)的負(fù)溫度系數(shù)NTC氧化物熱敏材料的其制備方法是
本發(fā)明以二價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽、草酸和氨水為反應(yīng)原料。稱取二價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽 的反應(yīng)原料中加入去離子水，充分?jǐn)嚢?，制成溶液A ;稱量與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的 草酸，用去離子水溶解，制成溶液B ;將所制備的A溶液加入到B溶液中攪拌20-60分鐘，在 攪拌后的反應(yīng)溶液中加入氨水溶液，用氨水調(diào)節(jié)K1值為6. 0-8. O，得到沉淀產(chǎn)物。然后進(jìn)行 洗滌，然后放入電熱干燥箱在8(TC，時(shí)間12-48小時(shí)烘干，得到NTC氧化物熱敏前驅(qū)物粉體； 將前驅(qū)物粉體放入馬福爐中在600-80(TC熱分解2-8小時(shí)熱處理，充分研磨后，得到的NTC 氧化物熱敏粉料。在制得的NTC氧化物熱敏粉料加入O. 5-5% (重量比)的低溫?zé)Y(jié)助劑。 低溫?zé)Y(jié)助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍(Bi203)和五 氧化二釩(V205)的各組分的摩爾百分比為81203 : V205 = (50-90) : (10-50)mol%。將所 得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小時(shí)烘干，放入馬 福爐中在600-75(TC熱處理1-5小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合劑混合均勻， 過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中，在850-95(TC 燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3-6小時(shí)，升、降溫速度為60°C /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料在燒結(jié)片兩 面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在恒溫油槽中測(cè)定R25t:、R5(TC得到B 值、電阻率、阻值變化率即可。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料低溫?zé)Y(jié)(燒結(jié)溫度《950°C )，為 制備多層片式熱敏元件提供技術(shù)支持，具有重要的實(shí)用工程應(yīng)用意義，本發(fā)明具有工藝合 理，節(jié)約能源。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 (含量以摩爾為單位) 首先稱取3. 6mol醋酸錳、2. 4mol醋酸鎳溶解于去離子水，充分?jǐn)嚢瑁跀嚢韬蟮?反應(yīng)溶液中加入與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的草酸水溶液，并用氨水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液 的Kl值為6. 5，得到沉淀產(chǎn)物然后進(jìn)行洗滌，然后放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小時(shí) 烘干，得到NTC氧化物熱敏前驅(qū)物粉體；將前驅(qū)物粉體放入馬福爐中在70(TC熱分解4小時(shí) 熱處理，充分研磨后，得到的NTC氧化物熱敏粉料。 在制得的NTC氧化物熱敏粉料加入1% (重量比)的低溫?zé)Y(jié)助劑。低溫?zé)Y(jié)助 劑的組成為低溫?zé)Y(jié)助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍 (Bi203)和五氧化二釩(V205)的各組分的摩爾百分比為81203 : V205 = 90 : 10mol%。
將所得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小 時(shí)烘干，再放入馬福爐中在73(TC熱處理2小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合劑 混合均勻，過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中，在 95(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，升、降溫速度為6(TC /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料在燒結(jié)片 兩面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在15(TC下熱處理200小時(shí)，焊上引 線，在恒溫油槽中測(cè)定R25t:、R5(TC得到B值為3680K，電阻率P為6800 Q . cm，阻值變化率 +1%。 實(shí)施例2(含量以摩爾為單位) 首先稱取4. Omol硫酸錳、2. Omol硫酸鎳溶解于去離子水，充分?jǐn)嚢瑁跀嚢韬蟮?反應(yīng)溶液中加入與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的草酸水溶液，并用氨水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液 的ra值為7. 0 ;得到沉淀產(chǎn)物然后進(jìn)行洗滌，放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小時(shí)烘 干，得到NTC氧化物熱敏前驅(qū)物粉體；將前驅(qū)物粉體放入馬福爐中在75(TC熱分解4小時(shí)熱 處理，充分研磨后，得到的NTC氧化物熱敏粉料。 在制得的NTC氧化物熱敏粉料加入2X (重量比)的低溫?zé)Y(jié)助劑。低溫?zé)Y(jié) 助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩 (V205)的各組分的摩爾百分比為81203 : V205 = 80 : 20mol%。 將所得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C ，時(shí)間12-48小 時(shí)烘干，再放入馬福爐中在72(TC熱處理2小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合劑 混合均勻，過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中，在 92(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，升、降溫速度為6(TC /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料在燒結(jié)片 兩面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在15(TC下熱處理200小時(shí)，焊上引 線，在恒溫油槽中測(cè)定R25°C 、 R5(TC ，得到B值為3630K，電阻率P為5400 Q . cm，阻值變化 率+0. 75%。 實(shí)施例3(含量以摩爾為單位) 首先稱取4. Omol硝酸錳、2. Omol硝酸鎳溶解于去離子水，充分?jǐn)嚢瑁跀嚢韬蟮姆磻?yīng)溶液中加入與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的草酸水溶液，并用氨水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液 的ra值為8. 0 ;得到沉淀產(chǎn)物然后進(jìn)行洗滌，放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小時(shí)烘 干，得到NTC氧化物熱敏前驅(qū)物粉體；將前驅(qū)物粉體放入馬福爐中在75(TC熱分解4小時(shí)熱 處理，充分研磨后，得到的NTC氧化物熱敏粉料。 在制得的NTC氧化物熱敏粉料加入4X (重量比)的低溫?zé)Y(jié)助劑。低溫?zé)Y(jié) 助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩 (V205)的各組分的摩爾百分比為81203 : V205 = 50 : 50mol%。。 將所得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小 時(shí)烘干，再放入馬福爐中在68(TC熱處理2小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合劑 混合均勻，過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中，在 86(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，升、降溫速度為6(TC /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料在燒結(jié)片 兩面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在15(TC下熱處理200小時(shí)，焊上引 線，在恒溫油槽中測(cè)定R25°C 、 R5(TC ，得到B值為3610K，電阻率P為4700 Q . cm，阻值變化 率+0. 65%。 實(shí)施例4(含量以摩爾為單位) 首先稱取5. Omol 二氯化錳、1. Omol 二氯化鎳溶解于去離子水，充分?jǐn)嚢?，在攪?后的反應(yīng)溶液中加入與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的草酸水溶液，并用氨水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng) 溶液的ra值為7. 0 ;得到沉淀產(chǎn)物然后進(jìn)行洗滌，放入電熱干燥箱在80°C ，時(shí)間12-48小時(shí) 烘干，得到NTC氧化物熱敏前驅(qū)物粉體；將前驅(qū)物粉體放入馬福爐中在78(TC熱分解6小時(shí) 熱處理，充分研磨后，得到的NTC氧化物熱敏粉料。 在制得的NTC氧化物熱敏粉料加入3% (重量比)的低溫?zé)Y(jié)助劑。低溫?zé)Y(jié) 助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩 (V205)的各組分的摩爾百分比為81203 : V205 = 60 : 40mol%。。 將所得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C ，時(shí)間12-48小 時(shí)烘干，再放入馬福爐中在70(TC熱處理2小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合劑 混合均勻，過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中，在 88(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，升、降溫速度為6(TC /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料在燒結(jié)片 兩面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在15(TC下熱處理200小時(shí)，焊上引 線，在恒溫油槽中測(cè)定R25°C 、 R5(TC ，得到B值為3650K，電阻率P為6400 Q . cm，阻值變化 率+0. 55%。 實(shí)施例5 (含量以摩爾為單位) 首先稱取3. 2mo1醋酸錳、2. 6mo1硫酸鎳溶解于去離子水，充分?jǐn)嚢?，在攪拌后?反應(yīng)溶液中加入與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的草酸水溶液，并用氨水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液 的ra值為6. 0 ;得到沉淀產(chǎn)物然后進(jìn)行洗滌，放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小時(shí)烘 干，得到NTC氧化物熱敏前驅(qū)物粉體；將前驅(qū)物粉體放入馬福爐中在70(TC熱分解4小時(shí)熱 處理，充分研磨后，得到的NTC氧化物熱敏粉料。 在制得的NTC氧化物熱敏粉料加入5% (重量比)的低溫?zé)Y(jié)助劑。低溫?zé)Y(jié) 助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩 (V205)的各組分的摩爾百分比為81203 : V205 = 70 : 30mol%。。
將所得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C ，時(shí)間12-48小 時(shí)烘干，再放入馬福爐中在70(TC熱處理2小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合劑 混合均勻，過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中，在 86(TC燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，升、降溫速度為6(TC /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料在燒結(jié)片 兩面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在15(TC下熱處理200小時(shí)，焊上引 線，在恒溫油槽中測(cè)定R25°C 、 R5(TC ，得到B值為3710K，電阻率P為9400 Q . cm，阻值變化 率+0. 65%。
權(quán)利要求
一種可低溫?zé)Y(jié)的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料，其特征在于該NTC氧化物熱敏材料是以二價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽為原料制成，其中各組分的摩爾比為錳∶鎳＝2-5∶4-1(金屬鹽的總摩爾數(shù)為6)。
2. —種可低溫?zé)Y(jié)的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料的制造方法，其特征在于1. 1該NTC氧化物熱敏材料是以二價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽為原料制成，其中各組分的摩爾比 為錳鎳=2-5 : 4-1 (金屬鹽的總摩爾數(shù)為6);1. 2稱取一定量的二價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽的反應(yīng)原料，加入去離子水，充分?jǐn)嚢?，制成溶液A ;1. 3稱量與金屬鹽的總摩爾數(shù)等摩爾量的草酸，用去離子水溶解，制成溶液B ;1. 4將所制備的A溶液加入到B溶液中攪拌20-60分鐘，在攪拌后的反應(yīng)溶液中加入氨 水溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值為6. 0-8. 0，得到沉淀產(chǎn)物；1. 5將沉淀產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，然后放入電熱干燥箱在80°C，時(shí)間12-48小時(shí)烘干，得到負(fù) 溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏前驅(qū)物。1. 6然后將負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏前驅(qū)物放入馬福爐中在600-80(TC熱分解2-8 小時(shí)熱處理，充分研磨后，得到的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏粉料；1. 7在上述負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏粉料加入O. 5-5% (重量比)的的低溫?zé)Y(jié)助劑。低 溫?zé)Y(jié)助劑的組成為氧化鉍(Bi203)和五氧化二釩(V205)的混合物，氧化鉍(Bi203)和五氧 化二釩(V205)的各組分的摩爾百分比為Bi203 : V205 = (50-90) : (10-50)mol% ;1. 8將所得到的氧化物熱敏粉料經(jīng)球磨混合，放入電熱干燥箱在80°C ，時(shí)間12-48小時(shí) 烘干，放入馬福爐中在600-75(TC熱處理1-5小時(shí)，充分研磨后加入3%聚乙烯醇有機(jī)粘合 劑混合均勻，過篩造粒，干壓成型小圓片(12毫米)，然后將圓片素坯放入硅碳棒箱式爐中， 在850-950°C燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為3-6小時(shí)，升、降溫速度為60°C /小時(shí)，采用鈀-銀導(dǎo)體漿料 在燒結(jié)片兩面制備電極，在52(TC下熱處理0. 5小時(shí)，焊上引線，在恒溫油槽中測(cè)定R25°C、 R5(TC得到B值、電阻率、阻值變化率即可。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料的制備方法，其特征在于 反應(yīng)原料中的二價(jià)錳鹽為醋酸錳、硫酸錳、硝酸錳和二氯化錳。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料的制備方法，其特征在于 反應(yīng)原料中的二價(jià)錳鎳為醋酸鎳、硫酸鎳、硝酸鎳和二氯化鎳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可低溫?zé)Y(jié)的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料及其制造方法，其將二價(jià)錳鹽、二價(jià)鎳鹽的反應(yīng)原料中加入去離子水，充分?jǐn)嚢瑁跀嚢韬蟮姆磻?yīng)溶液中加入相同當(dāng)量的草酸水溶液，用氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值為6.0-8.0，得到共沉淀產(chǎn)物，然后用去離子水進(jìn)行洗滌、烘干、研磨得到負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏沉淀前驅(qū)物；然后將前驅(qū)物粉料放入馬福爐中進(jìn)行熱分解處理，研磨后，得到的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏粉料，并以該粉料為起始原料，在其中加入一定量的低溫助燒劑，經(jīng)球磨混合、烘干、預(yù)壓成型、燒結(jié)后制成負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料。本發(fā)明的特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)(NTC)氧化物熱敏材料低溫?zé)Y(jié)(燒結(jié)溫度≤950℃)，為制備多層片式熱敏元件提供技術(shù)支持，具有重要的實(shí)用工程應(yīng)用意義。
文檔編號(hào)C04B35/01GK101717241SQ20081012138
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者王疆瑛 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院