CN112390640A - 一种ntc热敏电阻器及其制作方法 - Google Patents

一种ntc热敏电阻器及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种NTC热敏电阻器及其制备方法，该NTC热敏电阻器包括陶瓷体，所述陶瓷体包括陶瓷材料主成分和添加剂；所述陶瓷材料主成分包括占主成分总质量百分比的如下组分：35％‑50％的Mn3O4、25％‑40％的Co3O4、10％‑15％的Fe2O3、1％‑3％的CuO；所述添加剂包括相对主成分总质量百分比的如下组分：1％‑3％的SiO2、0.5％‑1.5％的ZrO2。基于所述陶瓷材料制作的NTC热敏电阻器具有低阻高B值性能，器件电性一致性好，抗弯强度高，老化值小于1％，其中热敏电阻器R25在4kΩ‑12kΩ，材料常数在3900K‑4050K。

Description

一种NTC热敏电阻器及其制作方法
技术领域
本发明涉及NTC热敏电阻器技术领域，尤其是涉及一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器及其制作方法。
背景技术
NTC(Negative Temperature Coefficient缩写)热敏电阻器陶瓷材料一般是由Mn、Co、Ni、Al、Fe、Cu等两种或多种过渡金属氧化物组成，在高温下合成具有尖晶石结构。是一种具有阻值随着温度升高而下降的特性材料，这类陶瓷材料凭借高敏感度、高稳定性等优点被广泛应用于温度检测、温度补偿及抑制浪涌电流等领域。
单层热敏电阻器由于没有内电极，其电性只能通过材料、产品尺寸及制作工艺调整，其中产品尺寸及制作工艺调整幅度有限，所以在固定产品型号前提下单层热敏电阻器电性主要依靠材料进行调整。一般来说热敏电阻材料电阻率与B值呈正比，电阻率越大，B值相对就大。Cu元素可以降低热敏材料的电阻率及B值，一般极限低电阻率高B值热敏材料通常需要加入Cu元素调整电性。
虽然Cu元素可以降低热敏材料的电阻率及B值，但含Cu的热敏材料制作的器件老化值相对较高。这是因为含Cu热敏电阻器在老化过程中，Cu元素容易从Cu+被氧化成Cu2+，导致器件电阻值变化大。同时含Cu的热敏电阻材料经烧结后陶瓷体强度较低，在运用过程中容易断裂，综上将会降低含Cu的热敏电阻器可靠性。。
发明内容
为了克服现有技术上述缺陷的至少一种，本发明提供一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器及制作方法。
采用的技术方案如下：
一种NTC热敏电阻器，包括陶瓷体，所述陶瓷体包括陶瓷材料主成分和添加剂；
所述陶瓷材料主成分包括占主成分总质量百分比的如下组分：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO；
所述添加剂包括相对主成分总质量百分比的如下组分：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2。
一种NTC热敏电阻器的制备方法，包括以陶瓷材料主成分和添加剂为原料，使用所述原料制作所述NTC热敏电阻器，其中，所述陶瓷材料主成分包括占主成分总质量百分比的如下组分：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO；所述添加剂包括相对主成分总质量百分比的如下组分：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2。
进一步地，所述陶瓷材料主成分及所述添加剂的粒径为0.3μm-0.7μm。
进一步地，所述的制备方法具体包括如下步骤：
S1：按配比准备所述陶瓷材料主成分和所述添加剂，将所述主成分和所述添加剂混合、烘干、预烧、球磨、再烘干得到NTC热敏电阻器陶瓷粉材料；
S2：向所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料中加入醋酸丙酯、异丁醇、分散剂、增塑剂、粘合剂、锆球使用球磨机制成浆料；
S3：将制备好的所述浆料置于真空搅拌器中，通过流延成型生带，然后进行切断、叠层、等静压、切割、排胶、烧结，得到熟坯；
S4：在所述熟坯上涂覆玻璃，两端上电极并电镀后，得到成品。
进一步地，所述步骤S1中：
所述混合为球磨混合，球磨混合的介质为去离子水和氧化锆球，其中，混合物重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1-1.4:2.5-3:1.2-1.4，球磨混合时间为2h-5h，球磨转速为200rpm-350rpm；
所述预烧的温度为850℃-950℃，保温时间为4h-8h，得到预烧粉；
所述球磨为球磨磨细，球磨的介质为去离子水和氧化锆球，其中，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1-1.4:2-2.5:1.2-1.5，球磨时间3h-5h，球磨转速为300rpm-350rpm，球磨粉烘干后过60目筛网。
进一步地，所述步骤S2中：
加入的醋酸丙酯、异丁醇、分散剂、增塑剂、粘合剂的量分别相对于所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料的重量百分比为：53％-75％、14％-24％、1％-2％、3％-5％、5％-12％，所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料重量：有机溶剂重量：氧化锆球重量＝1-1.2:1.6-1.9:1-1.4，球磨时间为18h-38h，球磨转速为250rpm-350rpm。
进一步地，所述分散剂、所述增塑剂、所述粘合剂分别为丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂。
进一步地，所述步骤S3中：
所述叠层是将多片流延好的生带叠压在一起，所述等静压使用压力为6000psi-8500psi；所述排胶烧结中的排胶温度为350℃-450℃，排胶保温时间为3h-5h；所述烧结的温度为900℃-1300℃，烧结保温时间为3h-13h。
进一步地，所述烧结包括一次烧结和二次烧结；所述一次烧结为箱式炉烧结，温度为1100℃-1300℃，烧结保温时间为3h-8h；所述二次烧结为热等静压烧结，烧结温度为900℃-1000℃，烧结保温时间为2h-5h。
进一步地，所述步骤S4中：
涂覆玻璃是在所述熟坯表面涂覆一层玻璃浆料再烧玻，烧玻温度为800℃-900℃烧玻，烧玻时间为1h-2h；所述电极使用银浆或铜浆，烧电极传送网带带速为200rpm-750rpm，烧电极温度为550℃-850℃，烧电极后先镀镍再镀锡，镀镍参数为15-25A/350-500AM，镀锡参数为10-15A/300-450AM。
本发明的有益效果有：
本发明提供一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器及其制备方法，其中形成陶瓷体的陶瓷材料由MnCoFeCu四元系作为主成分，同时以SiO2和ZrO2作为添加剂，所述主成分包括如下重量百分比的组分：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO，所述添加剂按照相对于主成分的重量百分比的组分：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2，利用所述陶瓷材料制作的NTC热敏电阻器具有低阻高B值性能，器件电性一致性好，抗弯强度高，老化值小于1％，其中热敏电阻器R25在4kΩ-12kΩ，材料常数在3900K-4050K。
附图说明
图1显示了本发明对比例1的烧结陶瓷体截面的微观形貌图；
图2显示了本发明实施例1的烧结陶瓷体截面的微观形貌图；
图3显示了本发明实施例2的烧结陶瓷体截面的微观形貌图；
图4显示了本发明实施例2的样品银电极表面微观形貌图；
图5显示了本发明实施例3的样品铜电极表面微观形貌图。
具体实施方式
为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在一些实施例中，一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器，包括陶瓷体、覆盖在陶瓷体表面的玻璃涂覆层、涂覆在陶瓷体两端头的电极以及覆盖在电极上的镀层，其中陶瓷材料包括主成分和添加剂：
所述陶瓷材料主成分占主成分总质量计包括：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO；
所述陶瓷材料添加剂包括相对主成分总质量计包括：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2。
本发明实施例提供了一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器，其中陶瓷材料由MnCoFeCu四元系作为主成分，同时以SiO2和ZrO2作为添加剂，且按照上述配比，该陶瓷材料制作的NTC热敏电阻器具有低阻高B值性能，器件电性一致性好，抗弯强度高，老化值小于1％，其中热敏电阻器R25在4kΩ-12kΩ，材料常数在3900K-4050K。
为了使NTC热敏电阻器具有低电阻率高B值的优点，本发明实施例中材料的体系选取非常重要，同时ZrO2能提高材料结晶性，SiO2除了可以提高材料稳定性还可以改善材料的烧结致密性。
本发明实施例还提供了一种制备高可靠性低阻高B值的NTC热敏电阻器的方法，包括如下步骤：
S1：陶瓷材料制备：陶瓷材料主成分按百分比称量：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO，陶瓷材料添加剂按主成分的百分比称量：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2；将所述主成分和所述添加剂混合、烘干、预烧、球磨、再烘干得到NTC热敏电阻器陶瓷粉材料；
S2：陶瓷体浆料的制备：向所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料中加入醋酸丙酯、异丁醇、分散剂、增塑剂、粘合剂以及锆球，使用球磨机制成浆料；
S3：流延成型：将制备好的所述浆料置于真空搅拌器中，通过流延成型20μm-50μm生带，然后进行切断、叠层、等静压、切割、排胶、烧结，得到熟坯；
S4：器件后工序：在所述熟坯上涂覆玻璃，两端上电极并电镀后，得到成品。
在优选的实施例中，主成分及添加剂各氧化物的粒径为0.3μm-0.7μm，选用该粒径，粉体活性高，可促进陶瓷材料预烧。
在优选的实施例中，所述步骤S1中：所述混合为球磨混合，球磨混合的介质为去离子水和氧化锆球，其中，混合物重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1-1.4:2.5-3:1.2-1.4，球磨混合时间为2h-5h，球磨转速为200rpm-350rpm；所述预烧的温度为850℃-950℃，保温时间为4h-8h，得到预烧粉；所述球磨为球磨磨细，球磨的介质为去离子水和氧化锆球，其中，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1-1.4:2-2.5:1.2-1.5，球磨时间3h-5h，球磨转速为300rpm-350rpm，球磨粉烘干后过60目筛网。
在优选的实施例中，所述步骤S2中：加入的醋酸丙酯、异丁醇、分散剂、增塑剂、粘合剂的量分别相对于所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料的重量百分比为：53％-75％、14％-24％、1％-2％、3％-5％、5％-12％，所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料重量：有机溶剂重量：氧化锆球重量＝1-1.2:1.6-1.9:1-1.4，球磨时间为18h-38h，球磨转速为250rpm-350rpm。在更优选的实施例中，所述分散剂、所述增塑剂、所述粘合剂分别为丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂。
在优选的实施例中，所述步骤S3中：所述叠层是将多片流延好的生带叠压在一起，所述等静压使用压力为6000psi-8500psi；所述排胶烧结中的排胶温度为350℃-450℃，排胶保温时间为3h-5h；所述烧结的温度为900℃-1300℃，烧结保温时间为3h-13h。
在更优选的实施例中，所述烧结包括一次烧结和二次烧结；所述一次烧结为箱式炉烧结，温度为1100℃-1300℃，烧结保温时间为3h-8h；所述二次烧结为热等静压烧结，烧结温度为900℃-1000℃，烧结保温时间为2h-5h。本实施例烧结工艺分两步，先使用箱式炉烧结生坯，再使用热等静压炉烧结熟坯，增加热等静压二次烧结可以在不改变熟坯晶粒大小及相组成的前提下进一步提升陶瓷体致密性。
在优选的实施例中，所述步骤S4中：涂覆玻璃是在所述熟坯表面涂覆一层玻璃浆料再烧玻，烧玻温度为800℃-900℃烧玻，烧玻时间为1h-2h。在烧结工艺后增加玻璃涂覆工艺一方面可以保护器件陶瓷体增强器件的陶瓷体强度，另一方面可以减少电镀工艺时镀液侵蚀，进一步提高器件可靠性。
在优选的实施例中，所述步骤S4中：所述电极使用银浆或铜浆，烧电极传送网带带速为200rpm-750rpm，烧电极温度为550℃-850℃，烧电极后先镀镍再镀锡，镀镍参数为15-25A/350-500AM，镀锡参数为10-15A/300-450AM。更优选地，采用Cu端浆作为端电极陶瓷材料，一方面Cu电极在烧制电极时相对于Ag电极扩散程度小得多，另一方面陶瓷材料本身含Cu，Cu电极在与其共烧时结合更加致密。
对比例1
一种NTC热敏电阻器，其陶瓷材料按质量百分比包括：50％Mn3O4、40％Co3O4、8％Fe2O3、2％CuO；其中各氧化物的粒径在0.3μm-0.7μm。
该NTC热敏电阻器制备方法，包括如下步骤：
(1)陶瓷材料的制备：按上述陶瓷材料各氧化物进行称量，球磨混合，球磨介质为氧化锆球和去离子水，陶瓷材料重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1.1:2.5:1.2进行球磨混合，球磨时间为4h，球磨转速为260rpm进行混合，烘干后经900℃保温4h预烧；再球磨磨细，球磨介质为去离子水和氧化锆球，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1:2.5:1.4进行球磨磨细，球磨时间4h，球磨转速为300rpm，然后烘干得到预烧后陶瓷材料。
(2)陶瓷体浆料的制备：将上述制得的陶瓷材料进行称量，球磨混合，球磨介质为球磨介质为氧化锆球和溶剂，溶剂包括醋酸丙酯、异丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂，各溶剂分别占陶瓷材料重量的64％、20％、1％、5％、10％，按预烧后陶瓷材料重量：氧化锆球：溶剂＝1:1.6:1，球磨时间20h，球磨转速300rpm，过滤得到待流延的浆料。
(3)流延成型：将上述制备的浆料使用真空流延机流延成膜厚为20μm的生带，叠压将31层生带片使用温水压叠压成BAR块，温水压压力7800psi，使用切割机按照切割步进值1.07*0.57将BAR块切成1005尺寸产品生坯，生坯在350℃排胶，排胶时间为4h，在箱式炉1150℃下烧结，烧结保温时间为5h，得到熟坯。
(4)器件后工序：将上述步骤得到的熟坯端头粘上环氧，再将产品表面喷涂10μm左右的玻璃浆料，将涂覆玻璃浆料的产品在850℃烧玻，烧玻时间为1.5h，将烧玻后的产品两端粘上银浆，烧银温度650℃，烧银网带速680rpm，烧银后产品先镀镍再镀锡，电镀参数分别是：20A/400AM，10A/350AM。
对比例1的NTC热敏电阻器的性能参数详见表2。
实施例1
一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器，其陶瓷材料主成分包括：50％Mn3O4、40％Co3O4、8％Fe2O3、2％CuO，添加剂包括：1％SiO2、0.5％ZrO2；其中各氧化物的粒径在0.3μm-0.7μm。
一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
(1)陶瓷材料的制备：按上述陶瓷材料各氧化物进行称量，球磨混合，球磨介质为氧化锆球和去离子水，陶瓷材料重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1.1:2.5:1.2进行球磨混合，球磨时间为4h，球磨转速为260rpm进行混合，烘干后经900℃保温4h预烧；再球磨磨细，球磨介质为去离子水和氧化锆球，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1:2.5:1.4进行球磨磨细，球磨时间4h，球磨转速为300rpm，然后烘干得到预烧后陶瓷材料。
(2)陶瓷体浆料的制备：将上述制得的陶瓷材料进行称量，球磨混合，球磨介质为球磨介质为氧化锆球和溶剂，溶剂包括醋酸丙酯、异丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂，各溶剂分别占陶瓷材料重量的64％、20％、1％、5％、10％，按预烧后陶瓷材料重量：氧化锆球：溶剂＝1:1.6:1，球磨时间20h，球磨转速300rpm，过滤得到待流延的浆料。
(3)流延成型：将上述制备的浆料使用真空流延机流延成膜厚为20μm的生带，叠压将31层生带片使用温水压叠压成BAR块，温水压压力7800psi，使用切割机按照切割步进值1.07*0.57将BAR块切成1005尺寸产品生坯，生坯在350℃排胶，排胶时间为4h，在箱式炉1150℃下烧结，烧结保温时间为5h，得到熟坯。
(4)器件后工序：将上述步骤得到的熟坯端头粘上环氧，再将产品表面喷涂10μm左右的玻璃浆料，将涂覆玻璃浆料的产品在850℃烧玻，烧玻时间为1.5h，将烧玻后的产品两端粘上银浆，烧银温度650℃，烧银网带速680rpm，烧银后产品先镀镍再镀锡，电镀参数分别是：20A/400AM，10A/350AM。
实施例1的NTC热敏电阻器的性能参数详见表2。
实施例2
一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器，其陶瓷材料主成分包括：50％Mn3O4、40％Co3O4、8％Fe2O3、2％CuO，添加剂包括：1％SiO2、0.5％ZrO2；其中各氧化物的粒径在0.3μm-0.7μm。
一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
(1)陶瓷材料的制备：按上述陶瓷材料各氧化物进行称量，球磨混合，球磨介质为氧化锆球和去离子水，陶瓷材料重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1.1:2.5:1.2进行球磨混合，球磨时间为4h，球磨转速为260rpm进行混合，烘干后经900℃保温4h预烧；再球磨磨细，球磨介质为去离子水和氧化锆球，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1:2.5:1.4进行球磨磨细，球磨时间4h，球磨转速为300rpm，然后烘干得到预烧后陶瓷材料。
(2)陶瓷体浆料的制备：将上述制得的陶瓷材料进行称量，球磨混合，球磨介质为球磨介质为氧化锆球和溶剂，溶剂包括醋酸丙酯、异丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂，各溶剂分别占陶瓷材料重量的64％、20％、1％、5％、10％，按预烧后陶瓷材料重量：氧化锆球：溶剂＝1:1.6:1，球磨时间20h，球磨转速300rpm，过滤得到待流延的浆料。
(3)流延成型：将上述制备的浆料使用真空流延机流延成膜厚为20μm的生带，叠压将31层生带片使用温水压叠压成BAR块，温水压压力7800psi，使用切割机按照切割步进值1.07*0.57将BAR块切成1005尺寸产品生坯，生坯在350℃排胶，排胶时间为4h，在箱式炉1150℃下一次烧结，烧结保温时间为5h，在热等静压炉1000℃下二次烧结，烧结保温时间2h，得到熟坯。
(4)器件后工序：将上述步骤得到的熟坯端头粘上环氧，再将产品表面喷涂10μm左右的玻璃浆料，将涂覆玻璃浆料的产品在850℃烧玻，烧玻时间为1.5h，将烧玻后的产品两端粘上银浆，烧银温度650℃，烧银网带速680rpm，烧银后产品先镀镍再镀锡，电镀参数分别是：20A/400AM，10A/350AM。
实施例2的NTC热敏电阻器的性能参数详见表2。
实施例3
一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器，其陶瓷材料主成分包括：50％Mn3O4、40％Co3O4、8％Fe2O3、2％CuO，添加剂包括：1％SiO2、0.5％ZrO2；其中各氧化物的粒径在0.3μm-0.7μm。
一种高可靠性低阻高B值NTC热敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
(1)陶瓷材料的制备：按上述陶瓷材料各氧化物进行称量，球磨混合，球磨介质为氧化锆球和去离子水，陶瓷材料重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1.1:2.5:1.2进行球磨混合，球磨时间为4h，球磨转速为260rpm进行混合，烘干后经900℃保温4h预烧；再球磨磨细，球磨介质为去离子水和氧化锆球，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1:2.5:1.4进行球磨磨细，球磨时间4h，球磨转速为300rpm，然后烘干得到预烧后陶瓷材料。
(2)陶瓷体浆料的制备：将上述制得的陶瓷材料进行称量，球磨混合，球磨介质为球磨介质为氧化锆球和溶剂，溶剂包括醋酸丙酯、异丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂，各溶剂分别占陶瓷材料重量的64％、20％、1％、5％、10％，按预烧后陶瓷材料重量：氧化锆球：溶剂＝1:1.6:1，球磨时间20h，球磨转速300rpm，过滤得到待流延的浆料。
(3)流延成型：将上述制备的浆料使用真空流延机流延成膜厚为20μm的生带，叠压将31层生带片使用温水压叠压成BAR块，温水压压力7800psi，使用切割机按照切割步进值1.07*0.57将BAR块切成1005尺寸产品生坯，生坯在350℃排胶，排胶时间为4h，在箱式炉1150℃下一次烧结，烧结保温时间为5h，在热等静压炉1000℃下二次烧结，烧结保温时间2h，得到熟坯。
(4)器件后工序：将上述步骤得到的熟坯端头粘上环氧，再将产品表面喷涂10μm左右的玻璃浆料，将涂覆玻璃浆料的产品在850℃烧玻，烧玻时间为1.5h，将烧玻后的产品两端粘上铜浆，烧铜温度750℃，烧铜网带速200rpm，在N2气氛下烧结，烧端后产品先镀镍再镀锡，电镀参数分别是：20A/400AM，10A/350AM。
实施例3的NTC热敏电阻器的性能参数详见表2。
表1对比例和各实施例的配方及工艺差异
Figure BDA0002776347470000091
表2对比例和各实施例的NTC热敏电阻器的性能参数
Figure BDA0002776347470000092
图1和图2分别显示了对比例1、实施例1经箱式炉1150℃/5h烧结陶瓷体截面的微观形貌，图3显示了实施例2经箱式炉1150℃/5h一次烧结，再经热等静压炉1000℃/2h二次烧结陶瓷体截面的微观形貌，图4和图5分别显示了实施例2、实施例3样品银电极表面、铜电极表面微观形貌图。通过图1、图2、图3对比可知，通过本发明提供的材料主成分、添加剂配比及两次烧结工艺可以显著提升陶瓷体的致密性。通过图4、图5对比可知，使用银浆作为端浆经烧制后端头存在较多孔隙，使用铜浆作为端浆经烧制后端头致密。
通过表1和表2可知，对比例1陶瓷材料配方中没有添加剂，陶瓷体经1150℃烧结后晶粒存在较多孔隙，产品抗弯强度不高，产品老化值高。实施例1将对比例1的陶瓷材料增加了添加剂后，产品电性增大，而陶瓷体致密度和产品抗弯强度得到显著提升，产品老化值也有所降低。实施例2将实施例1中的一次烧结改为一次箱式炉烧结+熟坯热等静压二次烧结，两次烧结的陶瓷体致密度能得到进一步提升，产品抗弯强度能达到80MPa且产品电性变化不大，产品老化值进一步降低。实施例3将实施例2中的端浆由银浆改为铜浆，产品电性有些许减小，但产品陶瓷体强度高且产品老化值能进一步降低到0.3％。
本发明优选实施例中，以MnCoFeCu四元系作为基础可达到器件所需的低阻高B值的要求，陶瓷材料制备时各氧化物粒径在0.3μm-0.7μm(粉料粒径低可以提高粉体颗粒表面能，方便后续制作预烧后陶瓷材料)。添加剂SiO2可提高MnCoFeCu四元系热敏材料的结晶性，同时富集在晶界可降低材料的老化值，ZrO2作为高焓值氧化物可提高材料烧结时的热稳定性(ZrO2粒子比热敏材料的尖晶石相晶粒小，在晶界处可对尖晶石起钉扎作用)，使产品老化值变小。在箱式炉1150℃/5h烧结后再增加烧结体二次热等静压烧结处理，热等静压烧结可以在不改变物相组成的前提下消除陶瓷体内的气孔，进一步提升陶瓷体致密性。使用铜浆代替银浆，一方面由于陶瓷材料本身含Cu元素，在与铜浆共烧时结合更紧密，同时烧端后铜电极表面也更致密，电镀时更耐镀液侵蚀；另一方面，Cu电极相对于Ag电极扩散程度小得多，所以老化值也更小，经150℃/100h处理后老化值能降低到0.3％。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种NTC热敏电阻器，其特征在于，包括陶瓷体，所述陶瓷体包括陶瓷材料主成分和添加剂；
所述陶瓷材料主成分包括占主成分总质量百分比的如下组分：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO；
所述添加剂包括相对主成分总质量百分比的如下组分：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2。
2.一种NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，包括以陶瓷材料主成分和添加剂为原料，使用所述原料制作所述NTC热敏电阻器，其中，所述陶瓷材料主成分包括占主成分总质量百分比的如下组分：35％-50％的Mn3O4、25％-40％的Co3O4、10％-15％的Fe2O3、1％-3％的CuO；所述添加剂包括相对主成分总质量百分比的如下组分：1％-3％的SiO2、0.5％-1.5％的ZrO2。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷材料主成分及所述添加剂的粒径为0.3μm-0.7μm。
4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：按配比准备所述陶瓷材料主成分和所述添加剂，将所述主成分和所述添加剂混合、烘干、预烧、球磨、再烘干得到NTC热敏电阻器陶瓷粉材料；
S2：向所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料中加入醋酸丙酯、异丁醇、分散剂、增塑剂、粘合剂、锆球，使用球磨机制成浆料；
S3：将制备好的所述浆料置于真空搅拌器中，通过流延成型生带，然后进行切断、叠层、等静压、切割、排胶、烧结，得到熟坯；
S4：在所述熟坯上涂覆玻璃，两端上电极并电镀后，得到成品。
5.如权利要求4所述的NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：
所述混合为球磨混合，球磨混合的介质为去离子水和氧化锆球，其中，混合物重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1-1.4:2.5-3:1.2-1.4，球磨混合时间为2h-5h，球磨转速为200rpm-350rpm；
所述预烧的温度为850℃-950℃，保温时间为4h-8h，得到预烧粉；
所述球磨为球磨磨细，球磨的介质为去离子水和氧化锆球，其中，预烧粉重量：氧化锆球重量：去离子水重量＝1-1.4:2-2.5:1.2-1.5，球磨时间3h-5h，球磨转速为300rpm-350rpm，球磨粉烘干后过60目筛网。
6.如权利要求4或5所述的NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中：
加入的醋酸丙酯、异丁醇、分散剂、增塑剂、粘合剂的量分别相对于所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料的重量百分比为：53％-75％、14％-24％、1％-2％、3％-5％、5％-12％，所述NTC热敏电阻器陶瓷粉材料重量：有机溶剂重量：氧化锆球重量＝1-1.2:1.6-1.9:1-1.4，球磨时间为18h-38h，球磨转速为250rpm-350rpm。
7.如权利要求4至6任一项所述的NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述分散剂、所述增塑剂、所述粘合剂分别为丙二醇甲醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂。
8.如权利要求4至7任一项所述的NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中：
所述叠层是将多片流延好的生带叠压在一起，所述等静压使用压力为6000psi-8500psi；所述排胶烧结中的排胶温度为350℃-450℃，排胶保温时间为3h-5h；所述烧结的温度为900℃-1300℃，烧结保温时间为3h-13h。
9.如权利要求8所述的NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述烧结包括一次烧结和二次烧结；所述一次烧结为箱式炉烧结，温度为1100℃-1300℃，烧结保温时间为3h-8h；所述二次烧结为热等静压烧结，烧结温度为900℃-1000℃，烧结保温时间为2h-5h。
10.如权利要求4至8任一项所述的NTC热敏电阻器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中：
涂覆玻璃是在所述熟坯表面涂覆一层玻璃浆料再烧玻，烧玻温度为800℃-900℃烧玻，烧玻时间为1h-2h；所述电极使用银浆或铜浆，烧电极传送网带带速为200rpm-750rpm，烧电极温度为550℃-850℃，烧电极后先镀镍再镀锡，镀镍参数为15-25A/350-500AM，镀锡参数为10-15A/300-450AM。
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