CN105174953B - 一种热敏陶瓷双参数测温材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热敏陶瓷双参数测温材料及其制备方法，以质量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：第一组合物70％～90％；第二组合物10％～30％；所述第一组合物的化学组成通式为Mg(Fe_1‑yAl_y)_xW_1‑05xO₄，0.1≤x≤0.4，0.1≤y≤0.5；所述第二组合物的化学组成通式为Mg_1.8‑bZn_bSiO_3.8，0.1≤b≤0.3。产生了意想不到的效果：同时具备负温度系数热敏电阻和正介电常数温度系数热敏电容材料，分段以负温度系数热敏电阻和正介电常数温度系数热敏电容测温，拓宽了测温区间，适合于0℃～1100℃区间精确测量温度，可以用于制备高灵敏度和宽温区热敏温度传感器；同时，这种热敏陶瓷材料能以热敏电阻测温转换为热敏电容测温的温度阈值点，作为温度开关阈值，适合于用作温度开关。

Description

一种热敏陶瓷双参数测温材料及其制备方法

技术领域

本发明属于电子陶瓷功能材料产品领域，具体涉及一种热敏陶瓷双参数测温材料及其制备方法。

背景技术

热敏陶瓷温度传感器一般为热敏电阻传感器，分为负温度系数热敏电阻(NTC，negative temperature coefficient)和正温度系数热敏电阻(PTC，positivetemperature coefficient)。以NTC热敏电阻为例，其R-T测温曲线一般形状为图1，其有效测温区间较窄；而正介电常数温度系数热敏电容，温度变化时，材料的介电常数参数随温度正相关变化，因而电容随之正相关变化，其参数-温度特性，见图2。为拓宽热敏电阻测温区间，需研制新的热敏陶瓷电阻材料。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种热敏陶瓷双参数测温材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种热敏陶瓷双参数测温材料，以质量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

第一组合物70％～90％；

第二组合物10％～30％；

所述第一组合物的化学组成通式为Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄，0.1≤x≤0.4，0.1≤y≤0.5；所述第二组合物的化学组成通式为Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8，0.1≤b≤0.3。

优化地，所述第一组合物以氧化镁、三氧化二铁、氧化铝和氧化钨为原料，所述第二组合物以氧化镁、氧化锌和二氧化硅为原料。

优化地，它的温度阈值为300～600℃。

本发明的又一目的在于提供一种上述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，它包括以下步骤：

(a)按通式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄混合配料，研磨后置于850～1150℃煅烧2～6小时，冷却后得第一组合物；

(b)按通式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8混合配料，研磨后置于800～1050℃煅烧2～5小时，冷却后得第二组合物；

(c)将第一组合物和第二组合物按配方量混合后研磨，加入粘结剂，压制成片，随后置于1000～1300℃烧制2～6小时，自然降温即可。

优化地，步骤(a)和步骤(b)中，加入去离子水进行湿磨；步骤(c)中，加入醇类溶剂进行湿磨。

进一步地，所述湿磨后烘干除去水或醇类溶剂。

优化地，步骤(c)中，所述第一组合物和第二组合物均采用高速气流分散后进行混合。

优化地，步骤(c)中，在加入所述粘结剂之前将混合后的粉体通过200目以上的筛子。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明热敏陶瓷双参数测温材料，通过采用特定结构通式的第一组合物和第二组合物按精确质量比进行混合，产生了意想不到的效果：同时具备负温度系数热敏电阻和正介电常数温度系数热敏电容材料，分段以负温度系数热敏电阻和正介电常数温度系数热敏电容测温，拓宽了测温区间，适合于0℃～1100℃区间精确测量温度，可以用于制备高灵敏度和宽温区热敏温度传感器；同时，这种热敏陶瓷材料能以热敏电阻测温转换为热敏电容测温的温度阈值点，作为温度开关阈值，适合于用作温度开关。

附图说明

附图1为NTC热敏电阻温度电阻特性图；

附图2为PTC热敏电容温度电容特性图；

附图3为本发明热敏陶瓷双参数测温材料的温度电阻、温度电容特性图；

附图4为本发明实施例10、实施例14和实施例18中热敏陶瓷双参数测温材料的XRD图；

附图5为本发明实施例6、实施例12和实施例19中热敏陶瓷双参数测温材料的SEM图；

附图6是本发明实施例1制得的热敏陶瓷双参数测温材料的温阻、温容特性图；

附图7是本发明实施例4制得的热敏陶瓷双参数测温材料的温阻、温容特性图；

附图8是本发明实施例5制得的热敏陶瓷双参数测温材料的温阻、温容特性图；

附图9是本发明实施例8制得的热敏陶瓷双参数测温材料的温阻、温容特性图；

附图10是本发明实施例14制得的热敏陶瓷双参数测温材料的温阻、温容特性图；

附图11是本发明实施例19制得的热敏陶瓷双参数测温材料的温阻、温容特性图。

具体实施方式

本发明热敏陶瓷双参数测温材料，以质量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：第一组合物70％～90％；第二组合物10％～30％；所述第一组合物的化学组成通式为Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄，0.1≤x≤0.4，0.1≤y≤0.5；所述第二组合物的化学组成通式为Mg_{1.8- b}Zn_bSiO_3.8，0.1≤b≤0.3。通过采用特定结构通式的第一组合物和第二组合物按精确质量比进行混合，产生了意想不到的效果：同时具备负温度系数热敏电阻和正介电常数温度系数热敏电容材料，分段以负温度系数热敏电阻和正介电常数温度系数热敏电容测温，拓宽了测温区间，适合于0℃～1100℃区间精确测量温度，可以用于制备高灵敏度和宽温区热敏温度传感器；同时，这种热敏陶瓷材料能以热敏电阻测温转换为热敏电容测温的温度阈值点，作为温度开关阈值，适合于用作温度开关；其温度电阻、温度电容特性如图3所示，在0℃～600℃温度范围，使用NTC热敏电阻特性测量温度，并且可以使用热敏电容测温做为参考；在300℃～1100℃温度范围，使用PTC热敏电容特性测量温度，并且可以使用热敏电阻测温做为参考。所述第一组合物优选以氧化镁、三氧化二铁、氧化铝和氧化钨为原料，所述第二组合物以优选氧化镁、氧化锌和二氧化硅为原料。优化后的热敏电阻测温转换为热敏电容测温的温度阈值点为300～600℃，因此也适合用于制作以300～600℃为阈值点的温度开关元件。

上述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，它包括以下步骤：(a)按通式Mg(Fe_{1- y}Al_y)_xW_1-0.5xO₄混合配料，研磨后置于850～1150℃煅烧2～6小时，冷却后得第一组合物；(b)按通式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8混合配料，研磨后置于800～1050℃煅烧2～5小时，冷却后得第二组合物；(c)将第一组合物和第二组合物按配方量混合后研磨，加入粘结剂，压制成片，随后置于1000～1300℃烧制2～6小时，自然降温即可，所述步骤(a)和步骤(b)不分先后。步骤(a)和步骤(b)中，优选加入去离子水进行湿磨；步骤(c)中，优选加入醇类溶剂进行湿磨，防止产生大量粉尘，污染环境。所述湿磨后烘干除去水或醇类溶剂。步骤(c)中，所述第一组合物和第二组合物均采用高速气流分散后进行混合，具体气流流速根据实际需要进行确定即可。步骤(c)中，在加入所述粘结剂之前将混合后的粉体通过200目以上的筛子。

下面将结合附图实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种热敏陶瓷双参数测温材料，具体成分和制备方法为：

(a)以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.1，y＝0.1，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.09、氧化铝0.01，氧化钨0.95，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散后放入马沸炉850℃煅烧6小时，降温冷却，得MgFe_0.09Al_0.01W_0.95O₄粉体。

(b)以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_{1.8- b}Zn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.1，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.7、氧化锌(ZnO)0.1、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得后放入马沸炉800℃煅烧5小时，降温冷却，得Mg_1.7Zn_0.1SiO_3.8粉体；

(c)将MgFe_0.09Al_0.01W_0.95O₄粉体和Mg_1.7Zn_0.1SiO_3.8粉体，分别用高速气流分散(现有技术)，按照质量百分比(MgFe_0.09Al_0.01W_0.95O₄粉体70％、Mg_1.7Zn_0.1SiO_3.8粉体30％)混合后，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体；将所得混合粉体过200目筛，过筛后粉体中加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1000℃烧制，保温6小时；随炉冷却，自然降温至室温，即可，其温阻、温容特性图如图6所示。

实施例2

本实施例提供一种热敏陶瓷双参数测温材料，其具体成分和制备方法与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中，x＝0.1，y＝0.5，将各原料置于马沸炉中于1150℃煅烧2小时，得MgFe_0.05Al_0.05W_0.95O₄粉体；步骤(b)中，b＝0.2，将各原料置于马沸炉中于1050℃煅烧2小时，降温冷却，得Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体；步骤(c)中，以分散后的MgFe_0.05Al_0.05W_0.95O₄粉体、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.05Al_0.05W_0.95O₄粉体90％、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体10％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体；将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1300℃烧制，保温3小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例3

本实施例提供一种热敏陶瓷双参数测温材料，具体成分和制备方法为：

(a)以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.4，y＝0.1，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.36、氧化铝0.04，氧化钨0.8，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散后放入马沸炉850℃煅烧5小时，降温冷却，得MgFe_0.36Al_0.04W_0.8O₄粉体；

(b)以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_{1.8- b}Zn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.3，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.5、氧化锌(ZnO)0.3、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得后放入马沸炉1050℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.5Zn_0.3SiO_3.8粉体；

(c)将MgFe_0.36Al_0.04W_0.8O₄粉体和Mg_1.5Zn_0.3SiO_3.8粉体，分别用高速气流分散(现有技术)，按照质量百分比(MgFe_0.36Al_0.04W_0.8O₄粉体80％、Mg_1.5Zn_0.3SiO_3.8粉体20％)混合后，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体；将所得混合粉体过300目筛，过筛后粉体中加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1250℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温，即可。

实施例4

本实施例提供一种热敏陶瓷双参数测温材料，具体成分和制备方法为：

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按 化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.4，y＝0.5，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.2、氧化铝0.2，氧化钨0.8，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得第一组合物粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.15，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.65、氧化锌(ZnO)0.15、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得第二组合物粉体。

将第一组合物粉体放入马沸炉1150℃煅烧2小时，降温冷却，得MgFe_0.2Al_0.2W_0.8O₄粉体，将第二组合物粉体放入马沸炉800℃煅烧5小时，降温冷却，得Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体。将MgFe_0.2Al_0.2W_0.8O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体，分别高速气流分散，以其为原料，按照质量百分比，MgFe_0.2Al_0.2W_0.8O₄粉体85％、Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体15％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体；将所得混合粉体过400目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1200℃烧制，保温5小时；随炉冷却，自然降温至室温，其温阻、温容特性图如图7所示。

实施例5

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.2，y＝0.1，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.18、氧化铝0.02，氧化钨0.9，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一(第一组合物)粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.25，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.55、氧化锌(ZnO)0.25、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二(第二组合物)粉体。

将配方一粉体放入马沸炉900℃煅烧4小时，降温冷却，得MgFe_0.18Al_0.02W_0.9O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉1000℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体。将MgFe_0.18Al_0.02W_0.9O₄粉体和Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体，分别高速气流分散，以其为原料，按照质量百分比，MgFe_0.18Al_0.02W_0.9O₄粉体75％、Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体25％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体；将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1100℃烧制，保温5小时；随炉冷却，自然降温至室温，其温阻、温容特性图如图8所示。

实施例6

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.2，y＝0.5，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.1、氧化铝0.1，氧化钨0.9，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。 以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-xZn_xSiO_3.8进行配方，取x＝0.12，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.68、氧化锌(ZnO)0.12、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉950℃煅烧3小时，降温冷却，得MgFe_0.1Al_0.1W_0.9O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉850℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.68Zn_0.12SiO_3.8粉体。将MgFe_0.1Al_0.1W_0.9O₄粉体和Mg_1.68Zn_0.12SiO_3.8粉体，分别高速气流分散；以其为原料，按照质量百分比，MgFe_0.1Al_0.1W_0.9O₄粉体78％、Mg_1.68Zn_0.12SiO_3.8粉体22％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体；将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1050℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温，其SEM图如图5所示。

实施例7

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.3，y＝0.1，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.27、氧化铝0.03，氧化钨0.85，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.6、氧化锌(ZnO)0.2、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1050℃煅烧3小时，降温冷却，得MgFe_0.27Al_0.03W_0.85O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉900℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体。将MgFe_0.27Al_0.03W_0.85O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.27Al_0.03W_0.85O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.27Al_0.03W_0.85O₄粉体88％、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体12％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1150℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例8

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.3，y＝0.5，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.15、氧化铝0.15，氧化钨0.85，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.15，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.65、氧化锌(ZnO)0.15、二氧化 硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1000℃煅烧3小时，降温冷却，得MgFe_0.15Al_0.15W_0.85O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉950℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体。将MgFe_0.15Al_0.15W_0.85O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.15Al_0.15W_0.85O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.15Al_0.15W_0.85O₄粉体82％、Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体18％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1100℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温，其温阻、温容特性图如图9所示。

实施例9

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.2，y＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.16、氧化铝0.04，氧化钨0.9，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.18，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.62、氧化锌(ZnO)0.18、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1100℃煅烧2小时，降温冷却，得MgFe_0.16Al_0.04W_0.9O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉850℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.62Zn_0.18SiO_3.8粉体。将MgFe_0.16Al_0.04W_0.9O₄粉体和Mg_1.62Zn_0.18SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.16Al_0.04W_0.9O₄粉体和Mg_1.62Zn_0.18SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.16Al_0.04W_0.9O₄粉体85％、Mg_1.62Zn_0.18SiO_3.8粉体15％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1200℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例10

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.2，y＝0.3，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.14、氧化铝0.06，氧化钨0.9，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.22，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.58、氧化锌(ZnO)0.22、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1050℃煅烧4小时，降温冷却，得MgFe_0.14Al_0.06W_0.9O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉1000℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.58Zn_0.22SiO_3.8粉体。将MgFe_0.14Al_0.06W_0.9O₄粉体和Mg_1.58Zn_0.22SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.14Al_0.06W_0.9O₄粉体和Mg_1.58Zn_0.22SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.14Al_0.06W_0.9O₄粉体80％、Mg_1.58Zn_0.22SiO_3.8粉体20％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1250℃烧制，保温3小时；随炉冷却，自然降温至室温，其XRD图如图4所示。

实施例11

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.2，y＝0.4，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.12、氧化铝0.08，氧化钨0.9，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.28，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.52、氧化锌(ZnO)0.28、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1000℃煅烧5小时，降温冷却，得MgFe_0.12Al_0.08W_0.9O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉1050℃煅烧2小时，降温冷却，得Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体。将MgFe_0.12Al_0.08W_0.9O₄粉体和Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.12Al_0.08W_0.9O₄粉体和Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.12Al_0.08W_0.9O₄粉体72％、Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体28％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1050℃烧制，保温6小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例12

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.3，y＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.24、氧化铝0.06，氧化钨0.85，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.6、氧化锌(ZnO)0.2、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1100℃煅烧3小时，降温冷却，得MgFe_0.24Al_0.06W_0.85O₄粉体。 将配方二粉体放入马沸炉950℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体。将MgFe_0.24Al_0.06W_0.85O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后的MgFe_0.24Al_0.06W_0.85O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.24Al_0.06W_0.85O₄粉体75％、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体25％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1150℃烧制，保温5小时；随炉冷却，自然降温至室温，其SEM图如图5所示。

实施例13

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.3，y＝0.3，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.21、氧化铝0.09，氧化钨0.85，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-xZn_xSiO_3.8进行配方，取x＝0.15，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.65、氧化锌(ZnO)0.15、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉950℃煅烧4小时，降温冷却，得MgFe_0.21Al_0.09W_0.85O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉900℃煅烧5小时，降温冷却，得Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体。将MgFe_0.21Al_0.09W_0.85O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.21Al_0.09W_0.85O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.21Al_0.09W_0.85O₄粉体85％、Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体15％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1050℃烧制，保温5小时；随炉冷却，自然降温至室温，其温阻、温容特性图如图10所示。

实施例14

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.3，y＝0.4，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.18、氧化铝0.12，氧化钨0.85，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.28，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.52、氧化锌(ZnO)0.28、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1050℃煅烧5小时，降温冷却，得MgFe_0.18Al_0.12W_0.85O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉1000℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体。将MgFe_0.18Al_0.12W_0.85O₄粉体和Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.18Al_0.12W_0.85O₄粉体和Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.18Al_0.12W_0.85O₄粉体80％、Mg_1.52Zn_0.28SiO_3.8粉体20％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1200℃烧制，保温3小时；随炉冷却，自然降温至室温，其XRD图如图4所示。

实施例15

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.1，y＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.08、氧化铝0.02，氧化钨0.95，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.6、氧化锌(ZnO)0.2、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1000℃煅烧4小时，降温冷却，得MgFe_0.08Al_0.02W_0.95O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉950℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体。将MgFe_0.08Al_0.02W_0.95O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.08Al_0.02W_0.95O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.08Al_0.02W_0.95O₄粉体90％、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体10％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1100℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例16

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.1，y＝0.3，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.07、氧化铝0.03，氧化钨0.95，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.6、氧化锌(ZnO)0.2、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉900℃煅烧5小时，降温冷却，得MgFe_0.07Al_0.03W_0.95O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉1050℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体。将MgFe_0.07Al_0.03W_0.95O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.07Al_0.03W_0.95O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.07Al_0.03W_0.95O₄粉体70％、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体30％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1250℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例17

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.1，y＝0.4，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.06、氧化铝0.04，氧化钨0.95，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.15，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.65、氧化锌(ZnO)0.15、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉950℃煅烧5小时，降温冷却，得MgFe_0.06Al_0.04W_0.95O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉850℃煅烧5小时，降温冷却，得Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体。将MgFe_0.06Al_0.04W_0.95O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.06Al_0.04W_0.95O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.06Al_0.04W_0.95O₄粉体75％、Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体25％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1050℃烧制，保温5小时；随炉冷却，自然降温至室温。

实施例18

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.4，y＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.32、氧化铝0.08，氧化钨0.8，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.15，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.65、氧化锌(ZnO)0.15、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。将配方一粉体放人马沸炉1050℃煅烧4小时，降温冷却，得MgFe_0.32Al_0.08W_0.8O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉900℃煅烧4小时，降温冷却，得Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体。将MgFe_0.32Al_0.08W_0.8O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.32Al_0.08W_0.8O₄粉体和Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.32Al_0.08W_0.8O₄粉体80％、 Mg_1.65Zn_0.15SiO_3.8粉体20％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1100℃烧制，保温5小时；随炉冷却，自然降温至室温，其XRD图如图4所示。

实施例19

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.4，y＝0.3，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.28、氧化铝0.12，氧化钨0.8，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.25，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.55、氧化锌(ZnO)0.25、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1150℃煅烧3小时，降温冷却，得MgFe_0.28Al_0.12W_0.8O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉1000℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体。将MgFe_0.28Al_0.12W_0.8O₄粉体和Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.28Al_0.12W_0.8O₄粉体和Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.28Al_0.12W_0.8O₄粉体87％、Mg_1.55Zn_0.25SiO_3.8粉体13％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa压强下热等静压12分钟制成圆片；于1200℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温，其温阻、温容特性图如图11所示，其SEM图如图5所示。

实施例20

以氧化镁(MgO)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化铝(Fe₂O₃)、氧化钨(WO₃)为原料，按化学式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄进行配方，取x＝0.4，y＝0.4，各材料摩尔数为：氧化镁1，三氧化二铁0.24、氧化铝0.16，氧化钨0.8，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方一粉体。以氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)为原料，按化学式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8进行配方，取b＝0.2，各材料摩尔数为：氧化镁(MgO)1.6、氧化锌(ZnO)0.2、二氧化硅(SiO₂)为1，加入去离子水湿磨、烘干、研磨分散得配方二粉体。

将配方一粉体放入马沸炉1100℃煅烧4小时，降温冷却，得MgFe_0.24Al_0.16W_0.8O₄粉体。将配方二粉体放入马沸炉950℃煅烧3小时，降温冷却，得Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体。将MgFe_0.24Al_0.16W_0.8O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体，分别高速气流分散。以分散后MgFe_0.24Al_0.16W_0.8O₄粉体和Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体为原料，按照质量百分比，MgFe_0.24Al_0.16W_0.8O₄粉体75％、Mg_1.6Zn_0.2SiO_3.8粉体25％，加入无水乙醇湿磨、烘干、研磨、分散得混合粉体。将所得混合粉体过200目筛；过筛后粉体，加入粘结剂PVA，在25MPa 压强下热等静压12分钟制成圆片；于1150℃烧制，保温4小时；随炉冷却，自然降温至室温。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热敏陶瓷双参数测温材料，其特征在于，以质量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

第一组合物 70％～90％；

第二组合物 10％～30％；

所述第一组合物的化学组成通式为Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄，0.1≤x≤0.4，0.1≤y≤0.5；所述第二组合物的化学组成通式为Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8，0.1≤b≤0.3。

2.根据权利要求1所述的热敏陶瓷双参数测温材料，其特征在于：所述第一组合物以氧化镁、三氧化二铁、氧化铝和氧化钨为原料，所述第二组合物以氧化镁、氧化锌和二氧化硅为原料。

3.根据权利要求1所述的热敏陶瓷双参数测温材料，其特征在于：所述热敏陶瓷双参数测温材料热敏电阻测温转换为热敏电容测温的温度阈值点为300～600℃。

4.权利要求1至3中任一所述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(a)按通式Mg(Fe_1-yAl_y)_xW_1-0.5xO₄混合配料，研磨后置于850～1150℃煅烧2～6小时，冷却后得第一组合物；

(b)按通式Mg_1.8-bZn_bSiO_3.8混合配料，研磨后置于800～1050℃煅烧2～5小时，冷却后得第二组合物；

(c)将第一组合物和第二组合物按配方量混合后研磨，加入粘结剂，压制成片，随后置于1000～1300℃烧制2～6小时，自然降温即可。

5.根据权利要求4所述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)中，加入去离子水进行湿磨；步骤(c)中，加入醇类溶剂进行湿磨。

6.根据权利要求5所述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，其特征在于：所述湿磨后烘干除去水或醇类溶剂。

7.根据权利要求4所述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，其特征在于：步骤(c)中，所述第一组合物和第二组合物均采用高速气流分散后进行混合。

8.根据权利要求4所述热敏陶瓷双参数测温材料的制备方法，其特征在于：步骤(c)中，在加入所述粘结剂之前将混合后的粉体通过200目以上的筛子。