CN102617129A - 热敏陶瓷材料及耐高压耐腐蚀的热敏电阻 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热敏陶瓷材料，其成分按摩尔百分比包括：57～61%的BaCO3，12～13%的Pb3O4，1.5%～2%的SrCO3，1.5%～2%的CaCO3，101～102%的TiO2，0.07%～0.09%的Y2O3，0.07%～0.09%的Sb2O5，0.04～0.05%的Mn（NO3）2，以及烧结液相助剂。由本发明热敏陶瓷材料制得的正温度系数热敏电阻产品耐高压、耐腐蚀，且耐热性佳，冲击电流小，充分满足电动汽车的需要。
Description
技术领域
本发明涉及半导体陶瓷材料，特别是涉及一种热敏陶瓷材料及耐高压耐腐蚀的热敏电阻。
背景技术
我国电动车研究领先于国际水平，实现了电动汽车比较完整的产业布局，在关键性零部件技术，如汽车燃料电池发动机、蓄电池等方面，已经取得了重大进展，形成了配套产业链，有可能成为世界上率先实现电动车大规模产业化应用的国家。
随着电动汽车产业的发展，对电动汽车配件也提出技术革新的要求。电动汽车内部的工作环境复杂，要求用在电动汽车中的电加热装置可以具有耐高压、耐潮湿、耐腐蚀气体的能力，同时要求电加热装置冲击电流越小越好，以保护汽车电路。PTC(Positive Temperature Coefficient,正温度系数热敏电阻）是电加热装置中的重要组件，决定电加热装置的品质。市面上现有的PTC，其性能指标还需要进一步提升。
发明内容
本发明的是克服现有技术的缺陷，提供一种热敏陶瓷材料及由该材料制得的耐高压耐腐蚀的PTC，该PTC可满足电动汽车电加热装置的性能需求。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种热敏陶瓷材料，其成分按摩尔百分比包括：57～61%的BaCO3，12～13%的Pb3O4，1.5%～2%的SrCO3，1.5%～2%的CaCO3，101～102%的TiO2，0.07%～0.09%的Y2O3，0.07%～0.09%的Sb2O5，0.04～0.05%的Mn（NO3）2，以及烧结液相助剂。
其中，摩尔含量以BaCO3、CaCO3、SrCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位1计算。
优选的是，热敏陶瓷材料按摩尔百分比包括：57.5%的BaCO3，13% 的Pb3O4，1.5% 的SrCO3，2%的CaCO3，102%的TiO2，0.08%的Y2O3，0.07%的Sb2O3，0.05% 的Mn（NO3）2，以及烧结液相助剂。
烧结液相助剂按摩尔百分比包括1.2～1.4%的SiO2和1.5～1.8%的Al2O3。
优选的是，烧结液相助剂按摩尔百分比包括包括1.2%的SiO2和1.5%的Al2O3。
本发明提供的另一种技术方案是：一种耐高压耐腐蚀的PTC，由敏陶瓷材料制得，其成分按摩尔百分比包括：57～61%的BaCO3，12～13%的Pb3O4，1.5%～2%的SrCO3，1.5%～2%的CaCO3，101～102%的TiO2，0.07%～0.09%的Y2O3，0.07%～0.09%的Sb2O5，0.04～0.05%的Mn（NO3）2，以及烧结液相助剂。
优选的是，该耐高压耐腐蚀的PTC包括铝电极，该铝电极采用真空溅射的方式制作。
由本发明热敏陶瓷材料制得的PTC产品耐高压、耐腐蚀，且耐热性佳，冲击电流小，充分满足电动汽车的需要。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明所要解决的问题是提供一种性能优良的热敏陶瓷材料，由该材料制作的用于电动汽车电加热装置的PTC产品耐高压，且耐腐蚀。
实施例1
按照摩尔百分比，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混合。
主晶相成分包括57%的BaCO3、13%的Pb3O4、2% 的SrCO3、2%的CaCO3、102%的TiO2。
施受主掺杂物包括0.09%的Y2O3、0.09%的Sb2O5、0.05%的Mn（NO3）2。
烧结液相助剂包括1.4%的SiO2和1.8%的Al2O3。
上述摩尔百分含量以BaCO3、CaCO3、SrCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位1计算。
实施例2
按照摩尔百分比，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混合。
主晶相成分包括61%的BaCO3、12%的Pb3O4、1.5% 的SrCO3、1.5%的CaCO3、101%的TiO2。
施受主掺杂物包括0.07%的Y2O3、0.07%的Sb2O5、0.04%的Mn（NO3）2。
烧结液相助剂包括1.2%的SiO2和1.5%的Al2O3。
上述摩尔百分含量以BaCO3、CaCO3、SrCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位1计算。
实施例3
按照摩尔百分比，将如下配比的主晶相成分、施受主掺杂物和烧结液相助剂混合。
主晶相成分包括57.5%的BaCO3、13%的Pb3O4、1.5% 的SrCO3、2%的CaCO3、102%的TiO2。
施受主掺杂物包括0.08%的Y2O3、0.07%的Sb2O5、0.05%的Mn（NO3）2。
烧结液相助剂包括1.2%的SiO2和1.5%的Al2O3。
上述摩尔百分含量以BaCO3、CaCO3、SrCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位1计算。
实施例4
本发明还提出一种耐高压耐腐蚀的用于电动汽车加热装置的PTC，其利用本发明的热敏陶瓷材料制作。其中，制作方法包括混合、湿法球磨、预烧结、二次湿法球磨、造粒、压片、烧结、表面加工。
混合，将各成分按实施例1、实施例2或实施例3任一的比例配料，混合均匀。
湿法球磨，将混合后的原料、球、水以1：2：1.5的质量比混合制得混合浆料，湿法球磨24h。
预烧结，将上述混合浆料在100～150℃干燥后，1070～1090℃预烧3小时。
二次湿法球磨，料、球、水以1：2：1.5的质量比混合制得混合浆料，湿法球磨24h。
造粒，将上述碾磨后的混合浆料在100～150℃干燥，然后加入粘结剂聚乙烯醇造粒。
压片，将造粒颗粒压制成27.95mm X 17.42mm X 3.8mm、密度3.5g/cm3的圆片。
烧结，将圆片在1260℃～1280℃保温25分钟，然后以2.5℃/分钟的速率降温到800℃，再自然降温到常温。
表面加工，烧结完成后进行平面厚度磨削，100～150℃烘干2小时，然后真空溅射铝电极，制成24mm X 15mm X 3.0mm，表面温度Ts=255℃，阻值1～3.5KΩ产品。
根据本发明热敏陶瓷材料制得的耐高压耐腐蚀的PTC成品，经实际测试表明，其耐压达到1200V，耐压性能高于400V/mm；具有104的升阻比和110℃的升阻范围，耐热性能佳；Rmin/R25℃值大于0.5，可以保证比较小的冲击电流；真空溅射的方式制作铝电极，保证了耐腐蚀性。因此，该PTC成品可以充分满足电动汽车电加热装置的使用要求。
另外，本发明所用原料均为普通原料、制法简单，制作成本较低。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料按摩尔百分比包括：
57～61%的BaCO3；
12～13%的Pb3O4；
1.5%～2%的SrCO3；
1.5%～2%的CaCO3；
101～102%的TiO2；
0.07%～0.09%的Y2O3；
0.07%～0.09%的Sb2O5；
0.04～0.05%的Mn（NO3）2；
以及烧结液相助剂；
其中，摩尔含量以BaCO3、CaCO3、SrCO3及3倍Pb3O4之和的总摩尔量为单位1计算。
2.根据权利要求1所述的热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料按摩尔百分比包括：
57.5%的BaCO3；
13%的Pb3O4；
1.5%的SrCO3；
2%的CaCO3；
102%的TiO2；
0.08%的Y2O3；
0.07%的Sb2O3；
0.05%的Mn（NO3）2；
以及烧结液相助剂。
3.根据权利要求1所述的热敏陶瓷材料，其特征在于：所述烧结液相助剂按摩尔百分比包括1.2～1.4%的SiO2和1.5～1.8%的Al2O3。
4.根据权利要求3所述的热敏陶瓷材料，其特征在于：所述烧结液相助剂按摩尔百分比包括包括1.2%的SiO2和1.5%的Al2O3。
5.一种耐高压耐腐蚀的正温度系数热敏电阻，其特征在于：所述PTC由权利要求1～4任一所述的热敏陶瓷材料制得。
6.根据权利要求5所述的耐高压耐腐蚀的正温度系数热敏电阻，其特征在于：所述正温度系数热敏电阻包括铝电极，所述铝电极采用真空溅射的方式制作。
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|---|---|---|---|---|
| CN105585318A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-18 | 苏州新业电子有限公司 | 电动汽车加热器用耐高压ptc陶瓷及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1137679A (zh) * | 1995-06-02 | 1996-12-11 | 上海大地通信电子有限公司 | 正温度系数陶瓷热敏电阻的生产工艺 |
| CN101805178A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-08-18 | 华中科技大学 | 一种钛酸钡基半导体陶瓷的高能球磨制备方法 |
| CN101894642A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-11-24 | 湖北华工高理电子有限公司 | 一种正温度系数热敏电阻的制造方法 |
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