CN105139985A - 一种ntc热敏电阻及其制备方法 - Google Patents

一种ntc热敏电阻及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种NTC热敏电阻，包括如下重量百分比的组份：Mn2O3？41-50%；Co2O3？10-20%；Ni2O3？5-15%；MgO？15-19%；Al2O3？9-12%。制备方法如下：将上述NTC热敏电阻的成分混合，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料；然后依次经过流延成型、烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片、制电极后得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。本发明的优点是其线性较好，很方便应用在测温行业；能做成高阻值、低B值热敏电阻；可在高、低温时同时使用；能满足特殊客户使用，以免在高温段因阻值较小信号较弱需要串联电阻。

Description

一种NTC热敏电阻及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热敏电阻，尤其涉及一种NTC热敏电阻及其制备方法。
背景技术
目前，NTC（NegativeTemperatureCoefficient的缩写，意思是负的温度系数）热敏电阻采用现有的配方和技术只能做到低阻值、低B值：若B值做到3800-3900K，电阻率只能做到50-100(kΩ.mm)；而且很难实现高阻值、低B值之配方组合，高阻值、低B值指的是B值做到3800-3900K，电阻率可做到450-600(kΩ.mm)。低阻低B，因阻值较小，无法在低、高温段同时使用，因高温时阻值非常小，因NTC特性是随温度升高阻值变小，反之则变大。在高温使用时信号较弱，无法满足特殊客户之要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种NTC热敏电阻及其制备方法，旨在现有技术中很难实现阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻材料的技术问题。
本发明是这样实现的，一方面，提供了一种NTC热敏电阻，包括如下重量百分比的组份：
Mn2O341-50%；
Co2O310-20%；
Ni2O35-15%；
MgO15-19%；
Al2O39-12%。
另一方面，提供了一种NTC热敏电阻制备方法，包括如下步骤：
（1）称取配方组分
按照权利要求1所述NTC热敏电阻的配方分别称取所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3；
（2）制备陶瓷浆料
将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）流延成型
将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）制备电极
将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
进一步地，步骤（1）中，所述粘合剂为电子陶瓷乙烯基改性粘合剂。
进一步地，步骤（2）中，所述高速混合机的混合时间为5-20min。
进一步地，步骤（3）中，所述承载膜的厚度为20-70μm。
进一步地，步骤（3）中，所述烘箱的温度为30-60℃。
本发明的有益效果为：本发明NTC热敏电阻与现有技术相比，本发明的优点是：1）其线性较好，很方便应用在测温行业；2）金属氧化物采用此配方能做到高阻值、低B值之配方组合：电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K；3）可在较宽温度范围内使用，即可在高、低温时同时使用；4）能满足在低温时（-60度及以下）或高温段200度以上客户有阻值特殊要求的使用，还可以避免客户在高温段因阻值较小信号较弱需要串联电阻。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的NTC热敏电阻制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供一种NTC热敏电阻，包括如下重量百分比的组份：
Mn2O341-50%；
Co2O310-20%；
Ni2O35-15%；
MgO15-19%；
Al2O39-12%。
相应地，本发明实施例提供了一种NTC热敏电阻制备方法，该制备方法流程图如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
S01称取配方组分
按照上述NTC热敏电阻的配方分别称取Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3；
S02制备陶瓷浆料
将步骤S02中称取的Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
S03流延成型
将步骤S03中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
S04制备电极
将步骤S03中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
优选地，步骤（1）中，粘合剂为电子陶瓷乙烯基改性粘合剂。
优选地，步骤（2）中，高速混合机的混合时间为5-20min。
优选地，步骤（3）中，承载膜的厚度为20-70μm。
进优选地，步骤（3）中，烘箱的温度为30-60℃。
本发明的有益效果为：本发明NTC热敏电阻与现有技术相比，本发明的优点是：1）其线性较好，很方便应用在测温行业；2）金属氧化物采用此配方能做到高阻值、低B值之配方组合：电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K；3）可在较宽温度范围内使用，即可在高、低温时同时使用；4）能满足在低温时（-60度及以下）或高温段200度以上客户有阻值特殊要求的使用，还可以避免客户在高温段因阻值较小信号较弱需要串联电阻。
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
实施例1
该实施例的NTC热敏电阻，按重量百分比，由以下组分组成：
Mn2O345%、Co2O317%、Ni2O313%、MgO16%、Al2O39%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
实施例2
该实施例的NTC热敏电阻，按重量百分比，由以下组分组成：
Mn2O342%、Co2O319%、Ni2O313%、MgO16%、Al2O310%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
实施例3
该实施例的NTC热敏电阻，按重量百分比，由以下组分组成：
Mn2O348%、Co2O316%、Ni2O312%、MgO15%、Al2O39%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
该实施例的3D打印HIPS耗材，按重量百分比，由以下组分组成：
HIPS96.9%、环保颜料1.5%、助剂1.6%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的HIPS、环保颜料、助剂放入高速混合机中混合5-20min，混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）中得到的混合物加入双螺杆挤出机中，经耦合挤出，得到HIPS颜色塑料粒，双螺杆挤出机的工艺条件为：挤出温度为200-230℃，双螺杆挤出机的长径比为40:1~52:1，双螺杆挤出机的转速为300-550rpm；
（4）将步骤（3）中得到的HIPS颜色塑料粒加入3D耗材挤出机，制备得到3D打印HIPS耗材。
实施例4
该实施例的NTC热敏电阻，按重量百分比，由以下组分组成：
Mn2O345%、Co2O318%、Ni2O39%、MgO15%、Al2O39%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
实施例5
该实施例的NTC热敏电阻，按重量百分比，由以下组分组成：
Mn2O350%、Co2O311%、Ni2O313%、MgO16%、Al2O310%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
实施例6
该实施例的NTC热敏电阻，按重量百分比，由以下组分组成：
Mn2O341%、Co2O310%、Ni2O319%、MgO18%、Al2O312%。
其制备方法如下：
（1）按上述的重量百分比称取各个组分；
（2）将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
通过以上实施例可以发现与现有技术相比本发明的优点是：1）其线性较好，很方便应用在测温行业；2）金属氧化物采用此配方能做到高阻值、低B值之配方组合：电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K；3）可在较宽温度范围内使用，即可在高、低温时同时使用；4）能满足在低温时（-60度及以下）或高温段200度以上客户有阻值特殊要求的使用，还可以避免客户在高温段因阻值较小信号较弱需要串联电阻。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种NTC热敏电阻，其特征在于，包括如下重量百分比的组份：
Mn2O341-50%；
Co2O310-20%；
Ni2O35-15%；
MgO15-19%；
Al2O39-12%。
2.如权利要求1所述的NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）称取配方组分
按照权利要求1所述NTC热敏电阻的配方分别称取所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3；
（2）制备陶瓷浆料
将步骤（1）中称取的所述Mn2O3、Co2O3、Ni2O3、MgO及Al2O3高速混合机中混合均匀，然后加入乙醇、粘合剂、分散剂配成浆料，其中NTC热敏电阻：乙醇：粘合剂：分散剂的重量比=1：0.3-0.5：0.5-0.7：0.05-0.1；
（3）流延成型
将步骤（2）中配置好的陶瓷浆料置于真空箱中，采用导管将浆料吸水承载膜上，然后环形传送并经烘箱烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经分离、切割、排胶、烧结得瓷片；
（4）制备电极
将步骤（3）中烧结好的瓷片两面涂覆银电极；即得到电阻率ρ为450-600(kΩ.mm)，材料常数B为3800-3900K的NTC热敏电阻。
3.如权利要求2所述的NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述粘合剂为电子陶瓷乙烯基改性粘合剂。
4.如权利要求2所述的NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述高速混合机的混合时间为5-20min。
5.如权利要求2所述的NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述承载膜的厚度为20-70μm。
6.如权利要求2所述的NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烘箱的温度为30-60℃。
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