CN100409374C - 一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻(PTC)的制作方法，将制备陶瓷的原料按比例进行配料、球磨、预烧、再进行二次配料即加入0.1-10%的碳黑后进行混料，同时加入表面活性剂，使之混合均匀，烘干后造粒、压制、烧结成型，形成瓷片，将瓷片在空气中进行重氧化，被好电极即制得耐大电流冲击的多孔陶瓷PTC；依本发明方法所制得的多孔陶瓷PTC，结构呈多孔状，且孔隙的一致性很好，这种结构能很好的抑制裂纹的扩展，从而提高陶瓷PTC的耐大电流冲击的性能，能承受高电压、大电流的循环冲击。

Description

一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法
技术领域
本发明涉及一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法及其产品，尤其涉及用于过流保护系列的陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法。
背景技术
陶瓷正温度系数热敏电阻(简称陶瓷PTC)由于其良好的自恢复性能而广泛的应用于电子线路的过流、过压、过温保护领域。但由于材料本身的限制，陶瓷PTC在承受高电压、大电流循环的时候非常容易产生失效，具体的失效特征为：零功率电阻升高或者元件开裂。导致这两种失效特征的主要原因是：元件在承受大电流冲击的时候迅速发热，导致材料快速通过它的居里温区，由于材料在通过居里点的时候发生较大的体积变化，而且由于材料的导热因素导致内部和外部温度不均匀，整个元件在通过居里点的时候产生巨大的应力。陶瓷材料本身是脆性材料，巨大的应力使材料内部产生细微的裂纹。在多次大电流冲击下，裂纹逐渐扩展，直至瓷片裂开，该失效的宏观特征就是电阻逐渐升高直至元件开裂。因此，现有的陶瓷PTC有待改进。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种新的陶瓷PTC制作方法，用这种方法制得的陶瓷PTC能抑制裂纹的扩展，从而提高陶瓷PTC的耐大电流冲击性能。
本发明是通过下述技术方案实现的：一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法，将制备陶瓷的原料按比例进行配料、研磨、预烧后，再进行二次配料即加入0.1-10％的碳黑后进行混料，同时加入表面活性剂，使之混合均匀，烘干后造粒、压制、烧结成型，形成瓷片，通过上述方法制成的瓷片，由于掺入了大量的碳黑，在烧结时会产生大量的气孔和还原性气氛，导致瓷片的PTC效应大幅降低，耐电压性能恶化，因此需将上述瓷片在空气中进行重氧化，被好电极即制得耐大电流冲击的多孔陶瓷PTC。
其中所述碳黑的粒径范围为10-200μm。
其中所述混料方式是指球磨方式或搅拌方式。
其中所述的重氧化温度为600-1200℃，时间为0.5-24小时。
依本发明方法所制得的多孔陶瓷PTC，结构呈多孔状，其孔隙的直径为晶粒直径的3-15倍，这种结构能很好的抑制裂纹的扩展，从而提高陶瓷PTC的耐大电流冲击的性能。
本发明一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法的优点在于：由于在制作过程中加入一定比例的碳黑，在烧结时会产生大量的气孔，且孔隙的一致性很好，这种结构能很好的抑制裂纹的扩展，从而提高陶瓷PTC的耐大电流冲击性能，能承受高电压、大电流的循环冲击。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合本发明图1本发明的工艺流程图，具体说明本发明是如何实现的：
实施例1
将制备陶瓷的原料按比例进行配料、球磨、预烧、再进行二次配料即加入0.5wt％粒径为50μm的碳黑，同时加入1wt％的正丁醇，采取球磨方式进行混料，使之混合均匀，烘干后造粒、压制、在1350℃下烧结成型，形成瓷片，将瓷片在1000℃的空气中重氧化，氧化时间为1小时再被好电极制得陶瓷PTC。
所测试的产品性能、测试方法及测试设备见表(1)所示：将本发明方法制得的瓷片与未掺碳黑和未进行重氧化的瓷片做同样的测试，比较结果见表(2)所示。
表(1)：
  产品性能   测试方法  测试设备
零功率电阻   将被好电极以后的瓷片在25±2℃的环境中放置一个小时后测量其电阻。共测量50片，计算其平均电阻值。 零功率电阻表
升阻比   测量10个瓷片的R-T曲线，取其最高电和最低点的电阻计算升阻比，计算其平均值。  电阻温度(R-T)曲线测试仪
耐电流冲击   电压650Vac，电流1.1A，保持1秒，休息1分钟，循环20次。共测50片。测试完后放置1小时后测电阻，复测电阻和测试前  PTC热敏电阻耐电流测试仪
  电阻相差不超过±10％，否则为失效。
最高耐电压  600V，1A，保持5分钟，每隔5分钟升高电压20V，直至瓷片烧毁为止，记录烧毁以前的测试电压为瓷片的最高耐电压。 PTC热敏电阻耐电压测试仪
表(2)：
实施例2：
将制备陶瓷的原料按比例进行配料、球磨、预烧、再进行二次配料即加入5wt％粒径为50μm的碳黑，同时加入2wt％的正丁醇，采取搅拌磨方式进行混料，使之混合均匀，烘干后造粒、压制、在1320℃下烧结成型，形成瓷片，将瓷片在1100℃的空气中重氧化，氧化时间为5小时，再被好电极制得陶瓷PTC。
所测试的产品性能、测试方法及测试设备见表(3)所示；将依本发明方法制得的瓷片与未掺碳黑和未进行重氧化的瓷片做同样的测试，比较结果见表(4)所示。
表(3)：
  产品性能   测试方法   测试设备
  零功率电阻   将被好电极以后的瓷片在25±2℃的环境中放置一个小时候测量其电阻。共测量50片，计算其平均电阻值。 零功率电阻表
升阻比   测量10个瓷片的R-T曲线，取其最高电和最低点的电阻计算升阻比，计算其平均值。 电阻温度(R-T)曲线测试仪
耐电流冲击   电压250Vac，电流3A，保持1分钟，休息10分钟，循环20次。共测50片。测试完后放置1小时后测电阻，复测电阻和测试前电阻相差不超过±10％，否则为失效。 PTC热敏电阻耐电流测试仪
最高耐电压   200V，1A，保持5分钟，每隔5分钟升高电压20V，直至瓷片烧毁为止，记录烧毁以前的测试电压为瓷片的最高耐电压。 PTC热敏电阻耐电压测试仪
表(4)

Claims (6)

1. 一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法，将制备陶瓷的原料按比例进行配料、球磨、预烧、混合、造粒、压制、烧结、被好电极制得陶瓷正温度系数热敏电阻，其特征在于：在上述预烧工序后，进行第二次配料，加入重量百分比为0.1-10％的碳黑后进行混料，同时加入表面活性剂，混合均匀，烘干后造粒、压制、烧结成型，形成瓷片，再将上述瓷片在空气中重氧化，被好电极即制得陶瓷正温度系数热敏电阻。
2. 根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法，其特征在于：所述碳黑的粒径范围为10-200μm。
3. 根据权利要求1或2所述的一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法，其特征在于：所述混料采用球磨混料或搅拌混料方式中的一种或其组合。
4. 根据权利要求1或2所述的一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法，其特征在于：所述表面活性剂为正丁醇。
5. 根据权利要求1或2所述的一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法，其特征在于：所述的重氧化温度为600-1200℃，时间为0.5-24小时。
6. 依据权利要求1所述的一种多孔陶瓷正温度系数热敏电阻的制作方法所制得的陶瓷正温度系数热敏电阻，瓷片结构呈多孔状，其孔隙的直径为晶粒直径的3-15倍。
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