CN102515737B - 高b值、高稳定性的ntc热敏电阻材料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料及其生产方法,该NTC热敏电阻材料,其特征是含有重量百分比为:30~45%的Co,15~25%的Fe,1~8%的Al,0.1~0.5%的Cu,0.1~0.5%的Nd,0.05~0.4%的Zr,余量为Mn。生产方法是将上述原料装入球磨设备湿法球磨、预烧、成型、烧结等工艺制成成品。由于采用粉料湿法混料及二次球磨的生产方法,大大提高了热敏电阻材料的材料常数B值,可使材料常数B值高达4500K,利用本发明NTC热敏电阻材料制成的NTC热敏电阻器具有灵敏度高、反应快、性能稳定、互换性好的特点,可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种热敏电阻材料及其生产方法,具体是一种NTC热敏电阻材料及其生产方法。
背景技术
NTC(Negative Temperature Coefficient)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻特征的材料。该材料是利用锰、钴、铁、镍、铜、硅、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷,可制成具有负温度系数(NTC)的热敏电阻体。其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料。
NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷,具有负的温度系数,电阻值可近似表示为:
Rt = RT *EXP(B*(1/T-1/T0)
式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值,B为材料常数。
材料常数Bn是描述热敏电阻材料物理特性的参数,也是热灵敏度指标,Bn值越大,表示热敏电阻器的灵敏度越高。
目前所生产的NTC热敏电阻材料普遍存在材料常数B较小,故热敏电阻器的灵敏度有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灵敏度高的NTC热敏电阻材料及其生产方法,通过该生产方法生产出来的NTC热敏电阻材料,其材料常数B的值较大,使NTC热敏电阻材料的灵敏度高得到进一步的提升。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料,含有重量百分比为:30~45%
的Co,15~25%的Fe,1~8%的Al,0.1~0.5%的Cu,0.1~0.5%的Nd,0.05~0.4%的Zr,余量为Mn。
本发明热敏电阻材料的最佳重量百分比为:37.5%的Co,20%的Fe,4.5%的Al,0.3%的Cu,0.3%的Nd,0.2%的Zr,余量为Mn。
将上述各组分制成本发明热敏电阻材料的生产方法,包括以下步骤:
1.配料:对含有上述组分的各原料Mn3O4 、CO3O4、Fe2O3、Al2O3、CUO、Nd2O3和ZrO2 ,在使用前进行水分测试,测试温度120℃±10℃,恒温时间3~5min;依据上述成分重量百分比对各原料进行配料,配料时先根据原材料的水分含量扣除水分;
2.球磨:将已配好的各原材料混合均匀,进行球磨,将其粉碎研磨细化;
3.烘干:用专用不锈钢烘盘盛装待烘浆料,再将烘盘推入烘炉中,烘料温度控制在200℃~300℃,出烘炉的粉料冷却0.5~1.0小时后再倒入装料桶;
4.预烧:对烘干的混合料放在纳博炉或马沸炉预烧,预烧温度为900~1000℃,预烧时间为2~3小时;
5.二次球磨并烘干:对预烧后的混合料进行二次球磨并烘干;
6.打粉:将烘干后的混合料用专用打粉机以20目筛网进行打粉;
7.高温烧结:将打粉后的混合料压制成型后,放在纳博炉或马沸炉中进行高温烧结,烧结温度为1150~1250℃,烧结时间为6~8小时;
8.经过切锭,被银、划片等工艺,得到电阻率ρ为1200~2300Ω·cm,Bn值在4200~4500K之间的热敏电阻材料。
本发明的有益效果:由于采用上述的配料并采用粉料干法及二次球磨的生产方法,大大提高了热敏电阻材料的材料常数Bn值,可使料常数Bn值高达4500K,利用本发明NTC热敏电阻材料制成的NTC热敏电阻器具有灵敏度高、反应快、性能稳定、互换性好的特点,可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。
具体实施方式
实施例1:一种高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料,其特征是含有重量百分比为:37.5%的Co,20%的Fe,4.5%的Al,0.3%的Cu,0.3%的Nd,0.2%的Zr,余量为Mn。
将上述各组分制成本发明热敏电阻材料的生产方法,包括以下步骤:
1.配料:对含有上述组分的各原料Mn3O4 、CO3O4、Fe2O3、Al2O3、CUO、Nd2O3和ZrO2 ,在使用前进行水分测试,测试温度120℃±10℃,恒温时间3~5min;依据上述成分重量百分比对各原料进行配料,配料时先根据原材料的水分含量扣除水分;
2.球磨:将已配好的各原材料混合均匀,进行球磨,将其粉碎研磨细化;
3.烘干:用专用不锈钢烘盘盛装待烘浆料,再将烘盘推入烘炉中,烘料温度控制在200℃~300℃,出烘炉的粉料冷却0.5~1.0小时后再倒入装料桶;
4.预烧:对烘干的混合料放在纳博炉或马沸炉预烧,预烧温度为950℃,预烧时间为3小时;
5.二次球磨并烘干:对预烧后的混合料进行二次球磨并烘干;
6.打粉:将烘干后的混合料用专用打粉机以20目筛网进行打粉;
7.高温烧结:将打粉后的混合料压制成型后,放在纳博炉或马沸炉中进行高温烧结,烧结温度为1200℃,烧结时间为7小时;
得到电阻率ρ为1200~2300Ω·cm,B值在4200~4500K之间的热敏电阻材料。
实施例2:一种高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料,其特征是含有重量百分比为:30%的Co,15%的Fe,1%的Al,0.1%的Cu,0.1%的Nd,0.05%的Zr,余量为Mn,其生产方法与实施例1相同。
实施例3:一种高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料,其特征是含有重量百分比为:45%的Co,25%的Fe,8%的Al,0.5%的Cu,0.5%的Nd,0.4%的Zr,余量为Mn。其生产方法与实施例1相同。
以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料,其特征在于:含有重量百分比为:30~45%的Co,15~25%的Fe,1~8%的Al,0.1~0.5%的Cu,0.1~0.5%的Nd,0.05~0.4%的Zr,余量为Mn;
它的制备方法包括以下步骤:
配料:对含有上述组分的各原料Mn3O4 、Co3O4、Fe2O3、Al2O3、CuO、Nd2O3和ZrO2 ,在使用前进行水分测试,测试温度120℃±10℃,恒温时间3~5min;依据上述成分重量百分比对各原料进行配料,配料时先根据原材料的水分含量扣除水分;球磨:将已配好的各原材料混合均匀,进行球磨,将其粉碎研磨细化;
烘干:用专用不锈钢烘盘盛装待烘浆料,再将烘盘推入烘炉中,烘料温度控制在200℃~300℃,出烘炉的粉料冷却0.5~1.0小时后再倒入装料桶;
预烧:对烘干的混合料放在马沸炉预烧,预烧温度为900~1000℃,预烧时间为2~3小时;
二次球磨并烘干:对预烧后的混合料进行二次球磨并烘干;
打粉:将烘干后的混合料用专用打粉机以20目筛网进行打粉;
高温烧结:将打粉后的混合料压制成型后,放在马沸炉中进行高温烧结,烧结温度为1150~1250℃,烧结时间为6~8小时;
成品:得到电阻率ρ为1200~2300Ω·cm,B值在4200~4500K之间的热敏电阻材料。
2.根据权利要求1所述的高B值、高稳定性的NTC热敏电阻材料,其特征在于:该热敏电阻材料的重量百分比为:37.5%的Co,20%的Fe,4.5%的Al,0.3%的Cu,0.3%的Nd,0.2%的Zr,余量为Mn。
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Denomination of invention: High B value, high stability NTC thermistor material and production method thereof Effective date of registration: 20220909 Granted publication date: 20130911 Pledgee: Bank of China Limited Zhaoqing branch Pledgor: ZHAOQING JINLONGBAO ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2022980014868 |