CN104370527A - 一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法 - Google Patents

一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104370527A
CN104370527A CN201310361491.8A CN201310361491A CN104370527A CN 104370527 A CN104370527 A CN 104370527A CN 201310361491 A CN201310361491 A CN 201310361491A CN 104370527 A CN104370527 A CN 104370527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid barium
slurry
linear
ball milling
barium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310361491.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104370527B (zh
Inventor
庞锦标
张洪英
郭明亚
韩玉成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Zhenhua Group Yunke Electronics Co Ltd
Original Assignee
China Zhenhua Group Yunke Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Zhenhua Group Yunke Electronics Co Ltd filed Critical China Zhenhua Group Yunke Electronics Co Ltd
Priority to CN201310361491.8A priority Critical patent/CN104370527B/zh
Publication of CN104370527A publication Critical patent/CN104370527A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104370527B publication Critical patent/CN104370527B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种线性负温度系数(NTC)热敏电阻浆料的制备方法，包括以下步骤：①将碳酸钡与四氧化三铅按摩尔组分1∶0.34～0.4配料，再进行高速球磨混合，烘干过筛后在750～850℃保温8～12h，得到的反应物经球磨后备用；②将碳酸钡与三氧化二铋按摩尔组分1∶0.5～0.53配料，再进行高速球磨混合，烘干过筛后在700℃～800℃保温8～12h，得到的反应物经球磨后备用；③将之前两步得到的物料按质量比1∶0.05～0.8混合均匀，再加入一定量的有机载体轧制成浆料。本发明不仅可研制出可用于丝网印刷的线性NTC厚膜浆料，而且还获得了高电阻温度系数(TCR)低方阻的浆料配方，TCR可达-1000～-7000ppm/℃，方阻范围5Ω/口～4KΩ/口，同时本发明所提供的技术方案还具有良好的扩展性。

Description

一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法
技术领域
本发明属于线性负温度系数(NTC)热敏电阻的应用领域，特别是涉及低方阻、高电阻温度系数(TCR)NTC电阻浆料的制备方法。
背景技术
NTC热敏电阻材料是指电阻率随温度升高而下降的材料【1】PARK K.Structural andelectrical properties of FeMg0.7Cr0.6Co0.7-xAlxO4(0≤x≤0.3)thick film NTC thermistors IJ.J EurCeram Soc，2006，26(6)：909-914.【2】BASU A.BRINKMAN A W，HASHIMI T NTCcharacteristics of bismuth based ceramic at high temperature，J Int J lnorg Mater，2001，3：1219-1221.，其中热敏电阻又分为线性和非线性NTC两种，非线性NTC阻值随温度降低呈指数下降，用于测温、控温和温度补偿很不方便，而线性NTC与温度关系接近于直线，能有效解决这些问题，同时线性NTC浆料还用在温补衰减器等新型元器件领域。
目前，线性敏感陶瓷的制备方法主要采用CdO-SnO2-WO3及CdO-SnO2-WO3系列材料，烧结温度在1100℃以上，由于厚膜工艺平台烧结温度一般在850℃以下，因此这两种体系难以做成线性NTC浆料。美国的Hormadaly等人以二氧化钌为主要原料，添加少量的氧化钴等过渡金属氧化物研制了厚膜NTC浆料【3】Hormadaly，Jacob.thick Film NTC Thermistor.US.Patent：5122302，1992，6.【4】Hormadaly，Jacob.Themistor Composition.us.Patent：4961999，1990，10.；国内的西京宏星电子浆料公司采用钌酸铋与焦(正)铌酸镉形成固溶体结构，可得到方阻100Ω/口～10MΩ/口、TCR为：-1000ppm/℃～-6000ppm/℃的NTC电子浆料；另外还有贺永宁等人采用MnCo2O4和CoMn1.5Ni0.5O4为热敏基相，加入适量的导电料RuO2与玻璃料，也得到了线性NTC浆料，方阻在3KΩ/口～10KΩ/口、TCR为：-6000ppm/℃～-8100ppm/℃。但是以上方法制备NTC浆料都需用到贵金属材料，使得线性NTC浆料成本较高，同时还普遍存在TCR范围较窄或方阻较大的问题，使得浆料实际应用受限。
因而，寻求一类低成本材料体系，制备一系列不同TCR、方阻的线性NTC浆料至关重要，保证浆料方阻很低同时TCR较大，是一项关键技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有制备线性NTC浆料技术的不足，从基本原材料体系着手，提供一种厚膜线性NTC浆料的制备方法，本发明解决了两个核心问题：一是制备一种不含贵金属的线性NTC浆料；二是该浆料通过丝网印刷烘干后在850℃下烧结能形成致密的陶瓷结构，该陶瓷具有线性NTC效应，同时具有高TCR和低阻值的特点。
本发明的目的是按如下技术实现的：首先，结合理论基础，掌握线性一系列NTC陶瓷的导电机制以及不同材料体系下各组分对其热敏性以及电阻率的影响；其次，对比以往线性NTC材料成本较高的缺点，选取不含贵金属的NTC材料；再次，由于调配NTC电子浆料中玻璃相对NTC阻值及TCR的影响是负面的，尽量选取一种能在850℃以下软化且具备NTC效应的陶瓷材料；最后，根据所选取的材料体系进行制备、轧浆、测试等试验。
本发明所制备的两种中间物质包含铅酸钡和铋酸钡：BaPbO3是电阻率极低(室温电阻率约5～8×10-4Ω·cm)的新型材料，熔点约1060℃，TCR约-900ppm/℃；BiPbO3也是具备NTC效用的一类型材料，电阻率约在104Ω·cm数量级，同它的熔点较低可用作电子浆料的玻璃相，在850℃是软化，起到促进烧结、提高厚膜致密度及增强膜层与基板间附着力的作用。两种材料都具备NTC效应，且混合后能烧成致密结构，比在一定程度上促进了BaPbO3和BiPbO3之间形成良好的欧姆接触，起到降低方阻的作用。因而采用此两种材料按不同质量比配料，再加入一定量有机载体经三辊研磨机轧浆后可得到电阻率较低，TCR较大的一系列线性NTC浆料。
本发明提供的技术方案的有益效果为：厚膜工艺平台有着许多传统陶瓷制备工艺平台所不具备的优势，制备低成本高性能的线性NTC浆料可大幅度降低热敏电阻等元器件的成本，可带来巨大经济效益。
具体实施方式
本发明涉及一种线性负温度系数(NTC)厚膜电子浆料的制备方法，它包括两种烧结材料和有机载体，实施时按以下步骤：①将碳酸钡与四氧化三铅按摩尔组分1∶0.34～0.4配料，用玛瑙罐高速球磨20h混合，转速451rpm，在100℃烘干粉碎并过100目筛后，在750～850℃保温8～12h，得到的反应物BaPbO3经球磨4h(转速451rpm)后备用；②将碳酸钡与三氧化二铋按摩尔组分1∶0.5～0.53配料，再进行高速球磨混合，烘干过筛后在700～800℃保温8～12h，得到反应物BaBiO3经球磨4h(转速451rpm)后备用；③将之前两步得到的铅酸钡和铋酸钡两种物料按质量比1∶0.05～0.8混合均匀，再加入一定量的有机载体轧制成浆料，可的得到一系列不同TCR及方阻的线性NTC浆料。
实施例1：制备TCR值约-2800ppm/℃、方阻约15Ω/口的厚膜线性NTC电阻浆料，所用物料的质量比为如下表(总质量为100份)，其中铅酸钡和铋酸钡是按上述步骤①和②所制备的，可能含有其他形式的物质，如PbO、Bi2O3等，有机载体是预先调配，符合厚膜工艺要求：
铅酸钡 57
铋酸钡 19
有机载体 24
按照上述配方先将铅酸钡和铋酸钡充分混合，得到混合物中加入有机载体在三辊轧机上经轧制混合均匀，测试浆料各项指标合格后得到线性NTC浆料成品。
实施例2：制备TCR值约-6800ppm/℃、方阻约2.5KΩ/口的厚膜线性NTC电阻浆料，所用物料的质量比为如下表(总质量为100份)，其中铅酸钡和铋酸钡是按上述步骤①和②所制备的，可能含有其他形式的物质，如PbO、Bi2O3等，有机载体是预先调配，符合厚膜工艺要求：
铅酸钡 44.4
铋酸钡 29.6
有机载体 26
按照上述配方先将铅酸钡和铋酸钡充分混合，得到混合物中加入有机载体在三辊轧机上经轧制混合均匀，测试浆料各项指标合格后得到线性NTC浆料成品。
以上内容是结合最佳实施方案对本发明说做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求书限定的情况下，可以在细节上进行各种修改，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种线性负温度系数(NTC)热敏电阻浆料的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
步骤1，制备铅酸钡材料体系，按配方Ba1Pb1.02～1.2将碳酸钡和四氧化三铅混合物料中加去离子水，用玛瑙罐球磨20h(物料∶去离子水∶玛瑙球＝1∶1∶3)，转速451rpm，得到球磨物料在100℃烘干，再粉碎过100目筛后用刚玉坩埚装起，将过筛的物料升温至750～850℃并保温8～12h，升温速率约15℃/min，自然冷却后，将反应得到的黑色物质经玛瑙球磨4h(转速451rpm)后备用；
步骤2，制备铋酸钡材料体系，按配方Ba1Bi1～1.06将碳酸钡和三氧化二铋混合物料中加去离子水，用玛瑙罐球磨20h(物料∶去离子水∶玛瑙球＝1∶1∶3)，转速451rpm，得到球磨物料在100℃烘干，再粉碎过100目筛后用刚玉坩埚装起，将过筛的物料升温至700～800℃并保温8～12h，升温速率约15℃/min，自然冷却后，将反应得到深黄色物质经玛瑙球磨4h(转速451rpm)后备用；
步骤3，轧制线性NTC浆料，将步骤1与步骤2得到的铅酸钡和铋酸钡两种物料按质量比1∶0.05～0.8混合均匀，再加入铅酸钡和铋酸钡总质量的25％～40％的预制有机载体，利用三辊研磨机轧浆。
2.根据权利要求1所述的线性NTC热敏电阻浆料的制备方法，其特征在于：所述的NTC浆料的主体功能材料为铅酸钡和铋酸钡两类材料，获取方式如下，
步骤1中，通过配方将碳酸钡和四氧化三铅混合物球磨、烘干、过筛、烧结、粉碎、球磨，得到铋酸钡材料；
步骤2中，通过配方将碳酸钡和三氧化二铋混合物球磨、烘干、过筛、烧结、粉碎、球磨，得到铋酸钡材料。
3.根据权利要求1所述的线性NTC热敏电阻浆料的制备方法，其特征在于：执行步骤1和步骤2后，将步骤1得到的铅酸钡和与步骤2得到的铋酸钡两种物料按质量比1∶0.05～0.8混合均匀，然后加入铅酸钡和铋酸钡总质量的25％～40％的有机载体，采用三辊研磨的方式将球磨混合物与有机载体轧制成浆料。
4.根据权利要求1所述的线性NTC热敏电阻浆料的制备方法，其特征在于：步骤1和步骤2中制备的主体功能材料主要成分为铅酸钡，还可能含有氧化铅，步骤2中制备的主体功能材料主要成分为铋酸钡，还可能含有三氧化二铋。
5.根据权利要求1或2或3所述的线性NTC热敏电阻浆料的制备方法，其特征在于：该线性NTC电阻浆料采用丝网印刷的应用于厚膜工艺平台。
6.根据权利要求1或2或3所述的线性NTC热敏电阻浆料的制备方法，其特征在于：将步骤1得到的铅酸钡和与步骤2得到的铋酸钡两种物料按质量比1∶0.33～0.5混合均匀，然后加入铅酸钡和铋酸钡总质量的30％的有机载体，再采用三辊研磨的方式将铅酸钡和铋酸钡混合物与有机载体轧制成的浆料，得到的线性NTC浆料具备TCR大且方阻较低的特点，|TCR|＞2500ppm/℃、方阻＜100Ω/口。
CN201310361491.8A 2013-08-15 2013-08-15 一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法 Expired - Fee Related CN104370527B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310361491.8A CN104370527B (zh) 2013-08-15 2013-08-15 一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310361491.8A CN104370527B (zh) 2013-08-15 2013-08-15 一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104370527A true CN104370527A (zh) 2015-02-25
CN104370527B CN104370527B (zh) 2016-08-10

Family

ID=52549771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310361491.8A Expired - Fee Related CN104370527B (zh) 2013-08-15 2013-08-15 一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104370527B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106119592A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 西安工程大学 一种银基导电陶瓷电接触合金及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101544493A (zh) * 2009-04-30 2009-09-30 中南大学 一种ntc电阻材料及制作方法
US20100043708A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Choi Jeong-Duck Ceramic heater, method of manufacturing the same, and apparatus for forming a thin layer having the same
CN101659545A (zh) * 2009-09-11 2010-03-03 桂林电子科技大学 铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷及其制备方法
CN101826377A (zh) * 2010-03-31 2010-09-08 桂林电子科技大学 一种厚膜热敏电阻浆料、其制备方法及厚膜热敏电阻

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100043708A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Choi Jeong-Duck Ceramic heater, method of manufacturing the same, and apparatus for forming a thin layer having the same
CN101544493A (zh) * 2009-04-30 2009-09-30 中南大学 一种ntc电阻材料及制作方法
CN101659545A (zh) * 2009-09-11 2010-03-03 桂林电子科技大学 铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷及其制备方法
CN101826377A (zh) * 2010-03-31 2010-09-08 桂林电子科技大学 一种厚膜热敏电阻浆料、其制备方法及厚膜热敏电阻

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄振兴等: "BN掺杂钛酸钡基NTC材料的研究", 《广东微量元素科学》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106119592A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 西安工程大学 一种银基导电陶瓷电接触合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104370527B (zh) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104795128B (zh) 一种无铅电阻浆料及其制造工艺和应用
CN105321642B (zh) 一种高tcr低方阻线性ntc电阻浆料的制备方法
CN104464991B (zh) 一种线性正温度系数热敏电阻浆料的制备方法
CN114267473B (zh) 一种粘度及触变值稳定易印刷片式电阻浆料
CN104557139B (zh) 一种电绝缘陶瓷涂层材料及其制备方法
CN101337810A (zh) 一种(MgZnCa)TiO3微波陶瓷介质材料及其制备方法
JPS60262401A (ja) 電気抵抗素子製造用組成物及び電気抵抗素子の製法
CN103730189A (zh) 基于金属基板的烧结温度可调的厚膜电路电阻浆料及其制备工艺
CN102005273A (zh) 一种高性能无铅负温度系数热敏厚膜及其制备方法
CN110723977B (zh) 以Cu2+在氧化铝瓷内形成CuAl2O4为主着色剂制备黑色氧化铝陶瓷的方法
CN106782942A (zh) 一种铝基绝缘介质浆料及其制备方法
CN105968889A (zh) 低温无铅绿色玻璃浆料
CN104370527A (zh) 一种线性负温度系数热敏电阻浆料的制备方法
CN109448885A (zh) 一种yh21ct不锈钢厚膜电路用电阻浆料及其制备方法
CN104347202B (zh) 一种厚膜负温度系数电阻浆料的制备方法
CN107602113A (zh) 一种无铅高储能密度陶瓷材料及其制备方法
CN101659544B (zh) 一种低成本负温度系数热敏材料及其制备方法
KR101138246B1 (ko) 낮은 온도저항계수를 갖는 저항체용 페이스트 조성물의 제조방법, 이를 이용한 후막 저항체 및 그 제조방법
CN101402523A (zh) 一种复相ntc热敏陶瓷及其制备方法
CN104193305B (zh) Ntc热敏电阻材料及其制备方法与ntc热敏电阻器及其制备方法
CN103387340A (zh) 用于太阳能电池铝浆的无铅玻璃粉及其制备方法
CN100434394C (zh) B位先驱体掺杂改性的钛酸钡基金属复合陶瓷及制备方法
CN105304242B (zh) 一种低b值高阻值厚膜ntc浆料的制备方法
CN104370526B (zh) 一种具有电阻负温度系数铁浆的制备方法
CN103553586A (zh) 一种无铬无铅低压压敏电阻

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160810

Termination date: 20190815

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee