CN103354142B - 电动机保护用负温度系数ntc热敏电阻器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利申请提供了一种电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器及其制造方法。该热敏电阻器的基本组分包括MnO2、Co2O3、NiO、CuO和Fe2O3，上述基本组分的总量与球和去离子水，按比例混合经第一次球磨、烘干，送入马弗炉预烧，再二次球磨，之后添加PVA造粒、压片后烧成致密的陶瓷片，涂金属层电极，再按常规工作方法切割至所需芯片大小，焊引线、导热绝缘包封制成。所得制成品达到140℃时电阻为0.291KΩ～0.309KΩ、室温电阻为7.9KΩ～8.9KΩ、材料常数B(25/140)为3536K～3600K，是适合作为电动机超温保护装置中温度感应变送器件的负温度系数NTC热敏电阻器。
Description
技术领域
本发明专利申请涉及的是负温度系数NTC热敏电阻器及其制造方法，尤其以电动机超温保护为应用对象的NTC负温度系数热敏电阻器及其制造方法。
背景技术
现有的电动机超温保护温度感应器件普遍采用呈线性的PT100温度传感器或硅温度传感器，其制作工艺较为复杂、成本较高。而负温度系数NTC热敏电阻器是以金属氧化物为原料经过烧结而成的半导体材料片经金属电极涂层、切割、焊引线和包封等常规工序制成。负温度系数NTC热敏电阻器具有电阻值和温度特性波动小、响应时间快、灵敏度高等技术优点，但存在检测温度较低的技术问题。其材料常数B值的比值主要体现25℃与50℃、25℃与85℃，最高也只为25℃与100℃，由于最高点的温度都较低，只能用于低温检测保护的电子产品当中，对于电动机超温保护而言，是根据绝缘等级来确定保护温度，一般电动机常用的绝缘等级是F级，它的极限温度为155℃，保护温度设定在140℃，因此，现有的负温度系数NTC热敏电阻器无法成为电动机超温保护感应器件。
发明内容
本发明申请的发明目的在于提供一种材料常数B值最高点的温度提升至140℃、且满足以下高精度参数指标要求：140℃时电阻值为0.291KΩ～0.309KΩ、室温电阻值为7.9KΩ～8.9KΩ、材料常数B(25/140)为3536K～3600K，适合作为电动机超温保护装置的温度感应变送器件的电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器及其制造方法。
本发明申请提供的电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器制造方法技术方案，其主要技术内容是：一种电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器制造方法，其方法是：包括以下基本组分：MnO2、Co2O3、NiO、CuO和Fe2O3，以重量百分比计，其各基本组分用量范围分别为：
MnO2：49.5％～51.0％，
Co2O3：22.5％～24.0％，
NiO:18.3％～20.3％，
CuO:5.1％～7.1％，
Fe2O3:1.1％；
上述基本组分的总量与球和去离子水，按重量比1：2：1.5混合量装入球磨罐球磨，球磨转数为280r/min～300r/min，球磨时间6小时，之后经烘干，送入马弗炉在1000℃温度下预烧2小时，再二次球磨转数为280r/min～300r/min，球磨6小时，之后添加PVA造粒，经压片后，于1300℃～1350℃高温炉中烧成陶瓷片，涂金属层电极，再按常规工作方法切割至所需芯片大小，焊引线、导热绝缘包封制成。
在上述整体的技术方案中，其中的球磨介质球为氧化锆球而非玛瑙球，球磨后会产生微量的氧化锆，经过验证产品性能达到设计要求。
本发明申请还提供了一种由上述电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器制造方法得到的电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器。
本发明申请公开的电机保护专用负温度系数NTC热敏电阻器及其制造方法，通过基本组分的选择、用量、球磨介质球及工艺方法的优化组合和确定，最终达到了以下参数要求极高、产品精度较高的技术指标要求：140℃时电阻为0.291KΩ～0.309KΩ、室温电阻为7.9KΩ～8.9KΩ、材料常数B(25/140)为3536K～3600K，将其温度检测范围提升至140℃，使之适合作为电动机超温保护装置中温度感应变送器件的负温度系数NTC热敏电阻器。
具体实施方式
下面将根据具体的实施例详细说明本发明申请的技术方案内容。
本负温度系数NTC热敏电阻器制造方法是：
包括以下基本组分：MnO2、Co2O3、NiO、CuO和Fe2O3，以重量百分比计，其各组分用量分别为：
MnO2：49.5％～51.0％，
Co2O3：22.5％～24.0％，
NiO：18.3％～20.3％，
CuO：5.1％～7.1％，
Fe2O3：1.1％；
将以上基本组分混合总料与球和去离子水按1：2：1.5重量比混合装入球磨罐球磨，其中的球磨介质球为氧化锆球，在球磨转数为280r/min～300r/min下球磨时间6小时，之后烘干，再送入马弗炉，在1000℃温度下预烧2小时，再二次在球磨转数为280r/min～300r/min下球磨时间6小时，之后按基本组分混合总料重量的0.12倍计添加PVA并造粒，再经压片后，于1300℃～1350℃高温炉中烧成致密的陶瓷片，再按常规工序切割所需芯片大小，表面涂银金属电极、焊接引线、导热绝缘包封，制成负温度系数NTC热敏电阻器，尤其是适合电动机超温保护检测用负温度系数NTC热敏电阻器。其中的球磨介质球为氧化锆球而非玛瑙球，球磨后会产生微量的氧化锆，经过验证产品性能达到设计要求，而玛瑙球在球磨中会产生SiO2，会直接影响产品性能。
下面的实施例3～5将是在上述各基本组分的用量范围中具体选用不同用量的实施例，按上述制造方法制得的负温度系数NTC热敏电阻器，及其相应技术参数的比较，而实施例1和2则是超出上述用量范围而不予选择的具体说明例。
实施例1
各组分按重量百分比计用量分别为：
MnO2：43.5％
Co2O3：17.2％
NiO：24.8％
CuO：13.5％
Fe2O3：1.0％。
经上述制造方法得到的产品，其性能为：140℃时电阻为0.24kΩ，室温电阻为3.52kΩ、材料常数B(25/140)值为2876K，可见这些技术指标偏低。
实施例2
各组分按重量百分比计，用量分别为：
MnO2为54.7％；
Co2O3为27.3％；
NiO为12.4％；
CuO为4.6％；
Fe2O3为1.0％。
经上述制造方法得到的产品，其性能为：140℃时电阻为0.4KΩ、室温电阻为29KΩ、材料常数B(25/140)值4588K，可见这些技术指标偏大。
实施例3
各组分按重量百分比计用量分别为：
MnO2：51.0％；
Co2O3：22.5％；
NiO：20.3％；
CuO：5.1％；
Fe2O3：1.1％。
经上述制造方法得到的产品，其性能为：140℃时电阻为0.303KΩ、室温电阻为8.7KΩ、材料常数B(25/140)值3596K，完全满足了发明目的所述的技术指标。
其中的实施例3，经反复试验得出，1350℃烧结曲线和300r/min球磨转数不变时，不同的球磨时间和预烧曲线得出芯片结果不同，具体见下表：
由上表可知，每次球磨时间6小时、预烧温度为1000℃时，测得本实施例3基本组分组成所制得的负温度系数NTC热敏电阻器技术参数是符合要求的，而且实践证明球磨转速为280r/min～300r/min，得到的结果是一致的。
实施例4
各组分按重量百分比计，用量分别为：
MnO2为49.8％；
Co2O3为23.3％；
NiO为18.9％；
CuO为6.9％；
Fe2O3为1.1％。
其制造方法也采用预烧温度1000℃、每次球磨时间为6h，得到的产品性能是：140℃时电阻为0.298KΩ、室温电阻为8.2KΩ、材料常数B(25/140)值3550K，完全满足技术指标。
实施例5
各组分按重量百分比计，用量分别为：
MnO2为49.5％；
Co2O3为24.0％；
NiO为18.3％；
CuO为7.1％；
Fe2O3为1.1％。
其制造方法也采用预烧温度1000℃、每次球磨时间为6小时，得到的产品性能为：140℃时电阻为0.292KΩ、室温电阻为7.93KΩ、材料常数B(25/140)值3536K，完全满足技术指标。
检测结果比较如下表：
Claims (3)
1.一种电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器制造方法，其特征在于该方法是：包括以下基本组分：MnO2、Co2O3、NiO、CuO和Fe2O3，以重量百分比计，其各基本组分用量范围分别为：
MnO2：49.5％～51.0％，
Co2O3:22.5％～24.0％，
NiO:18.3％～20.3％，
CuO:5.1％～7.1％，
Fe2O3:1.1％；
上述基本组分的总量与球和去离子水，按重量比1：2：1.5混合量装入球磨罐球磨，球磨转数为280r/min～300r/min，球磨时间6小时，之后经烘干，送入马弗炉在1000℃温度下预烧2小时，再二次球磨转数为280r/min～300r/min，球磨6小时，之后添加PVA造粒，经压片后，于1300℃～1350℃高温炉中烧成陶瓷片，涂金属层电极，再按常规工作方法切割至所需芯片大小，焊引线、导热绝缘包封制成。
2.根据权利要求1所述的电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器制造方法，其特征在于其中的球为氧化锆球。
3.一种由权利要求1或2所述电动机保护用负温度系数NTC热敏电阻器制造方法制得的负温度系数NTC热敏电阻器。
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