專利名稱：熱敏陶瓷材料及用于加熱的熱敏電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體陶瓷材料，尤其涉及ー種熱敏陶瓷材料及由該熱敏陶瓷材料制得的用于加熱的熱敏電阻。
背景技術(shù)：
用于加熱的PTC(Positive Temperature Coefficient,正溫度系數(shù)熱敏電阻)具有恒溫發(fā)熱特性，其原理是這種PTC加電后自熱升溫使阻值進(jìn)入躍變區(qū)，同時(shí)PTC表面溫度將保持恒定值，該溫度只與PTC的居里溫度和外加電壓有夫，而與環(huán)境溫度基本無關(guān)。阻值急劇上升的同時(shí)，電流迅速下降，導(dǎo)致PTC發(fā)熱功率隨之急劇下降，此時(shí)幾乎停止發(fā)熱。一段時(shí)間后因散熱，其溫度低于額定值時(shí)，PTC阻值又將急劇下降，開始繼續(xù)發(fā)熱來維持該溫度。也就是說，PTC的發(fā)熱溫度是一定的。用于加熱的PTC的這ー恒溫發(fā)熱的特性，使它成為空調(diào)的重要組件。而為了滿足空調(diào)工作的性能需求，這種PTC必須符合以下參數(shù)條件
I、耐高電壓。傳統(tǒng)規(guī)格的用于加熱的PTC片(32mm X 12mm X 2.45mm，表面溫度Ts=260°C，阻值I 3. 5ΚΩ )，耐壓應(yīng)該在850V以上。2、抗老化性能好。傳統(tǒng)規(guī)格的用于加熱的PTC片，做成空調(diào)組件后，加220V電壓不間斷測(cè)試1000小時(shí)，功率衰減應(yīng)小于10%。以上2個(gè)參數(shù)是空調(diào)產(chǎn)業(yè)對(duì)用于加熱的PTC的基本的性能標(biāo)準(zhǔn)，是由材料特性決定的。如果PTC性能在此標(biāo)準(zhǔn)上有所突破，相應(yīng)的，空調(diào)產(chǎn)品的安全可靠性和節(jié)能環(huán)保性會(huì)大大提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供ー種熱敏陶瓷材料及由該熱敏陶瓷材料制得的用于加熱的PTC，比現(xiàn)有的同類產(chǎn)品耐更高電壓，抗老化性能更好。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是ー種熱敏陶瓷材料，按摩爾百分比其成分包括62 65. 5%的BaCO3> 11 12%的Pb3O4' I. 5% 2%的CaCO3> 101 102%的 Ti02、0. 05% O. 06% 的 Y2O3>O. 06% O. 08% 的 Nb205、0. 05 O. 06% 的 Mn (NO3) 2、以及燒結(jié)液相助劑。其中，摩爾含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的總摩爾量為單位I計(jì)算。在本發(fā)明ー個(gè)較佳實(shí)施例中，熱敏陶瓷材料的成分按摩爾百分比包括63. 7%的BaCO3^ll. 5% 的 Pb304、I. 8% 的 CaC03、102% 的 Ti02、0. 05% 的 Υ203、0· 06% 的 Nb205、0. 05% 的 Mn
(NO3)2、以及燒結(jié)液相助劑。按摩爾百分比，燒結(jié)液相助劑包括O. 6 O. 8%的SiO2和O. 8 I. 2%的Al2O30在本發(fā)明ー個(gè)較佳實(shí)施例中，燒結(jié)液相助劑包括O. 7%的SiO2和1%的A1203。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另ー個(gè)技術(shù)方案是提供ー種耐高電壓PTC，由熱敏陶瓷材料制得。該熱敏陶瓷材料，按摩爾百分比其成分包括62 65. 5%的BaCO3,11 12% 的 Pb304、I. 5% 2% 的 CaC03、101 102% 的 Ti02、0. 05% O. 06% 的 Υ203、0· 06% O. 08%的Nb205、0. 05 O. 06%的Mn (NO3) 2、以及燒結(jié)液相助劑。本發(fā)明熱敏陶瓷材料及由該熱敏陶瓷材料制得的用于加熱的PTC可耐950V高壓，且制成空調(diào)組件后加220V電壓不間斷測(cè)試2000小時(shí)，功率衰減小于10%。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的 較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。本發(fā)明所要解決的問題是提供ー種性能優(yōu)良的熱敏陶瓷材料，由該材料制作的用于加熱的PTC產(chǎn)品耐高電壓且抗老化。實(shí)施例I
按照摩爾百分比，將如下配比的主晶相成分、施受主摻雜物和燒結(jié)液相助劑混合。按照摩爾百分比，主晶相成分包括62%的BaC03、12%的Pb304、2%的CaCO3和102%的 TiO2。施受主摻雜物包括O. 05% 的 Y203、O. 06% 的 Nb2O5、O. 05% 的 Mn (NO3)20燒結(jié)液相助劑包括O. 8%的SiO2和O. 8%的Al2O315上述摩爾百分含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的總摩爾量為單位I計(jì)算。實(shí)施例2
按照摩爾百分比，將如下配比的主晶相成分、施受主摻雜物和燒結(jié)液相助劑混合。按照摩爾百分比，主晶相成分包括65. 5%的BaC03、ll%的Pb3O4U. 5%的CaC03、101%的 TiO2。施受主摻雜物包括O. 06% 的 Y2O3、O. 08% 的 Nb2O5、O. 06% 的 Mn (NO3)20燒結(jié)液相助劑包括I. 2%的SiO2和1%的A1203。上述摩爾百分含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的總摩爾量為單位I計(jì)算。實(shí)施例3
按照摩爾百分比，將如下配比的主晶相成分、施受主摻雜物和燒結(jié)液相助劑混合。主晶相成分包括63. 7% 的 BaCO3Ul. 5% 的 Pb3O4'I. 8% 的 CaCO3> 102% 的 TiO20施受主摻雜物包括O. 05% 的 Y2O3、O. 06% 的 Nb2O5、O. 05% 的 Mn (NO3)20燒結(jié)液相助劑包括O. 7%的SiO2和1%的A1203。上述摩爾百分含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的總摩爾量為單位I計(jì)算。實(shí)施例4
本發(fā)明還提出一種耐高電壓的用于加熱的PTC，其利用本發(fā)明的熱敏陶瓷材料制作。其中，制作方法包括混合、濕法球磨、預(yù)燒結(jié)、二次濕法球磨、造粒、壓片、燒結(jié)、表面加工?；旌希瑢⒏鞒煞职磳?shí)施例I、實(shí)施例2或?qū)嵤├?任一的比例配料，混合均勻。濕法球磨，將混合后的原料、球、水以I :2 :1. 5的質(zhì)量比混合制得混合漿料，濕法球磨24h。預(yù)燒結(jié)，將上述混合漿料在100 150°C干燥后，1070 1090°C預(yù)燒3小時(shí)。二次濕法球磨，料、球、水以I :2 :1. 5的質(zhì)量比混合制得混合漿料，濕法球磨24h。
造粒，將上述碾磨后的混合漿料在100 150°C干燥，然后加入粘結(jié)劑聚こ烯醇造粒。壓片，將造粒顆粒壓制成37mm X 13. 8mm X 3. 1mm、密度3. 5g/cm3的圓片。燒結(jié)，將圓片在1260°C 1280°C保溫30分鐘，然后以2V /分鐘的速率降溫到800°C，再自然降溫到常溫。 表面加工，燒結(jié)完成后進(jìn)行平面厚度磨削，100 150°C烘干2小時(shí)，然后噴鋁，制成 32mm X 12mm X 2. 45mm，表面溫度 Ts=260°C，阻值 I 3· 5ΚΩ 產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明熱敏陶瓷材料及由該熱敏陶瓷材料制得的用于加熱的PTC制成的空調(diào)加熱片成品，經(jīng)實(shí)際測(cè)試表明，該成品耐壓可以達(dá)到950V，組裝成空調(diào)器件以后進(jìn)行220V干燒通電2000小時(shí)試驗(yàn)可以達(dá)到功率衰減小于10%的要求。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱敏陶瓷材料，其特征在于，所述熱敏陶瓷材料按摩爾百分比包括62 65. 5% 的 BaCO3 ；11 12% 的 Pb3O4 ；1.5% 2% 的 CaCO3 ；101 102% 的 TiO2 ；O.05% O. 06% 的 Y2O3 ；O.06% O. 08% 的 Nb2O5 ；0.05 O. 06% 的 Mn (NO3)2 ；以及燒結(jié)液相助劑；其中，摩爾含量以BaC03、CaCO3及3倍Pb3O4之和的總摩爾量為單位I計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱敏陶瓷材料，其特征在于，所述熱敏陶瓷材料按摩爾百分比包括63. 7% 的 BaCO3 ；11.5% 的 Pb3O4 ；1.8% 的 CaCO3 ；102% 的 TiO2 ；O.05% 的 Y2O3 ；O.06% 的 Nb2O5 ；O.05% 的 Mn (NO3)2 ；以及燒結(jié)液相助劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱敏陶瓷材料，其特征在于所述燒結(jié)液相助劑按摩爾百分比包括O. 6 O. 8%的SiO2和O. 8 I. 2%的A1203。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱敏陶瓷材料，其特征在于所述燒結(jié)液相助劑按摩爾百分比包括包括O. 7%的SiO2和1%的A1203。
5.一種用于加熱的正溫度系數(shù)熱敏電阻，其特征在于所述用于加熱的正溫度系數(shù)熱敏電阻由權(quán)利要求I 4任一所述的熱敏陶瓷材料制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱敏陶瓷材料，按摩爾百分比其成分包括62～65.5%的BaCO3、11～12%的Pb3O4、1.5%～2%的CaCO3、101～102%的TiO2、0.05%～0.06%的Y2O3、0.06%～0.08%的Nb2O5、0.05～0.06%的Mn(NO3)2、以及燒結(jié)液相助劑。本發(fā)明還公開了一種采用該熱敏陶瓷材料制作的用于加熱的PTC。這種用于加熱的PTC可耐950V高壓，且制成空調(diào)組件后加220V電壓不間斷測(cè)試2000小時(shí)，功率衰減小于10%。
文檔編號(hào)C04B35/468GK102617131SQ20111020890
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者徐軼卿 申請(qǐng)人:蘇州萬(wàn)圖明電子軟件有限公司