CN1762623A - 制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法，它以Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，加入柠檬酸、聚乙二醇和氨水，加热搅拌后，经水解与聚合反应形成透明溶胶液体，将溶胶液体干燥后得到干燥的凝胶，将干燥的凝胶进行自燃后，即得到粉末状纳米粉体产物，本发明的方法优点在于在制得胶体后采用柠檬酸燃烧法制备粉体，所用原料价格便宜，操作简单方便，燃烧后的粉体物化性质好，获得的粉体颗粒度达40－60纳米，粉体为尖晶石结构相，烧结后颗粒度在1－2μm；粉体制备的重复性好，成品率达80％以上，用该粉体为原料可以制备出较高精度B值、烧结块体范围内电阻一致性高的热敏电阻，且制得的热敏电阻具有良好的抗热老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高精度的热敏电阻，尤其是涉及一种制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法。
背景技术
目前，负温度系数热敏电阻已经越来越多地应用于温度控制、温度传感、防止浪涌电流和晶振补偿的过流保护器等电路中，近年来已经占所生产的温度传感器的40％以上，负温度系数热敏电阻的特点是随温度升高其电阻值呈指数关系降低，其大多数是由过渡金属Mn、Ni、Co、Fe、Cu、Cr等的氧化物制成。
制备热敏感电阻氧化物粉体一般传统工艺为机械研磨法，该法制备的粉体化学组分的均匀性不高、粉体颗粒度大(微米级)及重复性差等因素对后道工艺及芯片都产生了不良影响，导致产品的成品率低下，精度低。人们现在开始利用溶胶-凝胶法来制备精度高，一致性好的负温度系数热敏电阻。相对于传统的制备负温度系数热敏电阻，溶胶-凝胶法具有：①原料具有高纯度，没有研磨等过程引入的杂质；②反应在溶液中进行，均匀度高，对多组分的均匀度可达分子或原子级；③烧结温度有较大降低，大部分反应在2000℃下皆可进行。④属分子层级混合非一般的物理混掺，故不易有相分离的现象产生；⑤溶胶-凝胶工艺和设备简单、成本低，便于推广应用，适用于批量生产。溶胶-凝胶方法由于在化学均匀的情况下获得纳米大小的粉体，可望获得较理想的热敏电阻成品率及其电学性能。如2003年11月29日公开的申请号为03129082.5号中国发明专利申请公开说明书中公开了一种金属氧化物半导体热敏电阻的制造方法，以镁、铝、锰、镍的乙酸盐或硝酸盐作为原料，先采用溶胶-凝胶方法制备纳米金属溶胶，然后将溶胶干燥脱水、粉碎、分解、预烧成纳米级的金属氧化物粉体，再进行成型、等静压及高温烧结，其后进行切片、涂烧电极、划片成热敏电阻芯片，最后封装制得一致性好，长期稳定性好，使用温区宽的热敏电阻。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法，操作简便，成本低，重复性好，成品率高，获得的粉体颗粒度小，烧结块体范围内电阻一致性高；用该粉体制备的负温度系数热敏电阻精度高，稳定性好，并具有良好的抗老化性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法，它以Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，加入柠檬酸、聚乙二醇和氨水，加热搅拌后，经水解与聚合反应形成透明溶胶液体，将溶胶液体干燥后得到干燥的凝胶，将干燥的凝胶进行自燃后，即得到粉末状纳米粉体产物。
具体的生产方法按下列步骤进行：
a、分别称取Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，其摩尔比例为：Cr∶Ni∶Mn＝5-15∶30∶55-65，混合溶入去离子水中，控制金属离子摩尔浓度为：0.1-0.4mol/L，配置成主组分溶液；
b、在配好的主组分溶液中加入柠檬酸和聚乙二醇制成混合液，然后用氨水调节混合液的pH＝3～5，在混合液中金属离子的摩尔数总和与柠檬酸之比为1∶1.6～2.4；
c、将混合液经加热搅拌0.5～1小时，经水解和聚合反应，形成黑褐色的透明溶胶，溶胶液体放置于120℃的干燥箱内，脱水后得到干燥的凝胶；
d、将得到的干燥的凝胶放入马弗炉中，在450℃～500℃的温度下保温2小时后进行自燃处理，以除去其中的有机成分，并得到黑色疏松粉末状纳米粉体产物。
与现有技术相比，本发明的优点在于①本发明的方法在制得胶体后采用柠檬酸燃烧法制备粉体，该方法所用原料柠檬酸价格便宜，操作简单方便，燃烧后的粉体物化性质好，获得的粉体颗粒度达40-60纳米(见图1)，粉体为尖晶石结构相(见图2)，烧结后颗粒度在1-2μm(见图2)；②由于本发明的方法首先从可溶性的金属无机盐在水溶液中形成均匀、透明的混合液体，然后在络合物的作用下生成胶体，再进行自燃，因此始终保证了氧化物体系的化学均匀性；③选用Mn、Ni、Cr的硝酸盐作为原料，制备的负温度系数热敏电阻精度高，稳定性好，由于Cr具有较好的抗热老化性能，因此选用合适比例的Cr的硝酸盐作为原料对提高热敏电阻的抗热老化性能具有良好的作用，从图3的实验测试曲线中，我们可以发现Cr的加入能有效地降低相对电阻变化率，热敏电阻的抗热老化性能可以提高将近46％；④粉体制备的重复性好，成品率达80％以上，用该粉体为原料，经压块与烧结后，制备出较高精度B值(均大于4000K)(见图4)、烧结块体范围内电阻一致性高(在相同温度下，不同区域的电阻测试差别极小)的热敏电阻。
附图说明
图1为本发明的CrxNi1.0Mn2.0-xO4(x＝0.1，0.2，0.3，0.4)在440℃自燃后粉体的扫描电镜图谱；
图2为本发明的CrxNi1.0Mn2.0-xO4(x＝0.1，0.2，0.3，0.4)经1100℃烧结后样品的扫描电镜图谱；
图3为本发明的CrxNi1.0Mn2.0-xO4在440℃自燃后粉体的X射线粉末衍射图；
图4为本发明的CrxNi1.0Mn2.0-xO4经1100℃烧结后样品的X射线粉末衍射图；
图5为本发明Cr含量对CrNiMnO4系热敏电阻的稳定性(ΔR25/R25)的影响；
图6为分别用本发明的方法和传统的高温烧结方法所制备的热敏电阻阻值及精度值的对照表，表中的A1，A2，A3分别是实例一、二、三中所测得的电阻值及精度值，B1，B2，B3是在相同比例下，利用传统的高温烧结方法所得到的负温度系数热敏电阻的电阻值及精度值。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：首先按摩尔比例为：Cr∶Ni∶Mn＝5∶30∶65，分别称取0.0005摩尔、0.003摩尔、0.0065摩尔Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，混合溶入67mL去离子水中，控制金属离子摩尔浓度为：0.15mol/L，配置成主组分溶液；在配好的溶液中加入3.89g的柠檬酸和9g聚乙二醇(PEG)制成混合液，用氨水调节混合液的pH＝3，在混合液中金属离子的摩尔数总和与柠檬酸之比为1∶1.6；将混合液经加热搅拌0.5小时，随着水解与聚合反应的进行，形成褐色的透明溶胶，将溶胶液体放置于120℃的干燥箱内，得到干燥的褐色凝胶；将得到的干燥褐色凝胶放入马弗炉中，在450℃的温度下保温2小时后进行自燃处理，以除去其中的有机成分，并得到黑色疏松粉末状的纳米粉体产物。将制备好的粉体在50Mpa的压力下制成厚1mm直径10mm的样品，然后在1100℃的硅碳棒炉中烧结2小时形成致密的多晶陶瓷薄片，用银浆对样品的两个表面焊接引线，采用树脂包封，最后得到NTC热敏电阻。经测试，85℃电阻为301Ω·cm，25℃电阻为3110Ω·cm，B25/85常数(K)为4156，在125℃环境中放置400小时后25℃电阻的相对电阻变化率低于0.35％。
实施例二：首先按摩尔比例为：Cr∶Ni∶Mn＝10∶30∶60，分别称取0.001摩尔、0.003摩尔、0.006摩尔Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，混合溶入40mL去离子水中，控制金属离子摩尔浓度为：0.25mol/L，配置成主组分溶液；在配好的溶液中加入4.86g的柠檬酸和10g聚乙二醇(PEG)制成混合液，用氨水调节混合液的pH＝4，在混合液中金属离子的摩尔数总和与柠檬酸之比为1∶2.0；将混合液经加热搅拌0.7小时，随着水解与聚合反应的进行，形成褐色的溶胶，将溶胶液体放置于120℃的干燥箱内，得到干燥的黑褐色凝胶；将得到的干燥黑褐色凝胶放入马弗炉中，在470℃的温度下保温2.5小时后进行自燃处理，以除去其中的有机成分，并得到黑色疏松粉末状的纳米粉体产物。将制备好的粉体在60Mpa的压力下制成厚1mm直径10mm的样品，然后在1100℃的硅碳棒炉中烧结3小时形成致密的多晶陶瓷薄片，用银浆对样品的两个表面焊接引线，采用树脂包封，最后得到NTC热敏电阻。经测试，85℃电阻为426Ω·cm，25℃电阻为4250Ω·cm，B25/85常数(K)为4203，在125℃环境中放置400小时后25℃电阻的相对电阻变化率低于0.33％。
实施例三：首先按摩尔比例为：Cr∶Ni∶Mn＝15∶30∶55，分别称取0.0015摩尔、0.003摩尔、0.0055摩尔Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，混合溶入25mL去离子水中，控制金属离子摩尔浓度为：0.4mol/L，配置成主组分溶液；在配好的溶液中加入5.83g的柠檬酸和12g聚乙二醇(PEG)制成混合液，用氨水调节混合液的pH＝5，在混合液中金属离子的摩尔数总和与柠檬酸之比为1∶2.4；将混合液经加热搅拌1小时，随着水解与聚合反应的进行，形成黑色的溶胶，将溶胶液体放置于120℃的干燥箱内，得到干燥的黑色凝胶；将得到的干燥黑色凝胶放入马弗炉中，在500℃的温度下保温3小时后进行自燃处理，以除去其中的有机成分，并得到黑色疏松粉末状的纳米粉体产物。将制备好的粉体在70Mpa的压力下制成厚1mm直径10mm的样品，然后在1100℃的硅碳棒炉中烧结4小时形成致密的多晶陶瓷薄片，用银浆对样品的两个表面焊接引线，采用树脂包封，最后得到NTC热敏电阻。经测试，85℃电阻为575Ω·cm，25℃电阻为6130Ω·cm，B25/85常数(K)为4211，在125℃环境中放置400小时后25℃电阻的相对电阻变化率低于0.32％。
具体实验过程中，采用Ni、Mn、Cr的硝酸盐为原料，利用柠檬酸燃烧法制得50纳米左右的粉体材料，再经过压片，高温烧结，银浆对电阻的两个表面焊接引线，包封，最后得到NTC热敏电阻。烧结后的热敏材料的例子颗粒大小在1微米(μm)左右。最终的材料是尖晶石结构相。
Claims (2)
1、一种制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法，其特征在于它以Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，加入柠檬酸、聚乙二醇和氨水，加热搅拌后，经水解与聚合反应形成透明溶胶液体，将溶胶液体干燥后得到干燥的凝胶，将干燥的凝胶进行自燃后，即得到粉末状纳米粉体产物。
2、如权利要求1所述的制备高精度热敏电阻的纳米粉体的生产方法，其特征在于按下列步骤进行：
a、分别称取Cr、Ni、Mn的硝酸盐作为原料，其比例为：Cr∶Ni∶Mn＝5-15∶30∶55-65，混合溶入去离子水中，控制金属离子摩尔浓度为：0.1-0.4mol/L，配置成主组分溶液；
b、在配好的主组分溶液中加入柠檬酸和聚乙二醇制成混合液，然后用氨水调节混合液的pH＝3～5，在混合液中金属离子的摩尔数总和与柠檬酸之比为1∶1.6～2.4；
c、将混合液经加热搅拌0.5～1小时，经水解和聚合反应，形成黑褐色的透明溶胶，溶胶液体放置于120℃的干燥箱内，脱水后得到干燥的凝胶；
d、将得到的干燥的凝胶放入马弗炉中，在450℃～500℃的温度下保温2小时后进行自燃处理，以除去其中的有机成分，并得到黑色疏松粉末状纳米粉体产物。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105457661A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-04-06 | 天津医科大学 | 一种制备高比表面积铬基氟化催化剂的方法 |
| CN105457661B (zh) * | 2015-12-07 | 2018-05-25 | 天津医科大学 | 一种制备高比表面积铬基氟化催化剂的方法 |
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