[发明专利]一种高精度功率型测温热敏电阻及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热敏材料技术领域，特别是涉及一种高精度功率型测温热敏电阻及其制备方法。 

背景技术

高精度热敏电阻广泛用各领域的温度测量。根据测量精度的要求，测温型热敏电阻的阻值互换精度ΔR/R≤±1％，B值互换精度ΔB/B≤±1％。对于一些特殊场合，要求热敏电阻的互换精度ΔR/R≤±0.5％，B值的互换精度≤±0.08％。对于这类高精度热敏电阻的制造必须解决高均匀性材料和高精度几何尺寸控制两个难题。目前，国内外多采用化学共沉淀法制粉和等静压成型技术提高材料成份的均匀性和坯件密度的均匀性来实现高均匀热敏材料。用这种方法制备热敏材料电阻率的分散性为±3％，B的分散性为±1％，但批与批材料的重复性极差，高达几倍，甚至几十倍。有人用溶胶-凝胶法制备高均匀热敏材料，仍就存在重复性差的问题，而且这种方法不适合批量化生产。对于元件几何尺寸的控制通常采用切片、划片工艺(所谓的半导体工艺)，但仍就达到ΔR/R≤±0.5％的要求。机械调阻和激光调阻可以将元件阻值误差控制在±0.5％的范围，但生产效率极低。现行高精度测温热敏电阻的功率很小，耗散系数H通常为(1-2)mw/℃，在使用中，由于过热敏电阻自热导致阻值漂移。近来人们将热敏电阻芯片尺寸扩大为1.0×1.0×0.3(mm)，将元件的耗散系数提高到3.5mw/℃，但一些场合，如汽车电子用热敏电阻，家电和工业自动化中要求的功率型测温热敏电阻仍无法满足。要进一步提高热敏的耗散系数，唯一的途径是增大热敏电阻芯片的体积，采用小直径圆片型高精度热敏芯片。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种高精度功率型测温热敏电阻及其制备方法。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现的：一种高精度功率型测温热敏电阻，所述热敏电阻主要由Ni-Cu-O系金属氧化物主料中加入Mn₃O₄-Fe₂O₃-C的合成物、及加入TiO₂、Nb₂O₅和CeO杂质，经过球磨、造粒、成型、高温烧结的陶瓷工艺制成的具有尖晶石结构的高均匀性热敏电阻，该热敏电阻在25℃的电阻率为785Ωcm-1962Ωcm，25℃-50℃温区的B值为3200K-3500K，电阻率的均匀性Δρ/ρ≤±0.8％，B值的一致性ΔB/B≤±0.05％。 

所述主料为NiO和CuO，所述杂质为TiO₂、Nb₂O₅和CeO，加入的合成物为主料总重量的80-85％，即合成物与主料、杂质中各成分之间的重量百分比为合成物∶NiO∶CuO∶TiO₂∶Nb₂O₅∶CeO＝80％-85％∶7.5％-11.5％∶4.5％-8.5％∶0.2％∶0.2％∶0.1％。 

所述合成物成分为Mn₃O₄、Fe₂O₃和C，其重量百分比为Mn₃O₄∶Fe₂O₃∶C＝95.2％∶2.4％∶2.4％。 

高精度功率型测温热敏电阻的制备方法，包括以下步骤： 

①、合成物的制备： 

a、将合成物各成分按Mn₃O₄∶Fe₂O₃∶C＝95.2％∶2.4％∶2.4％的重量百分比称量，并按合成物∶水∶乙醇∶磨球＝1∶0.8∶0.6∶1.5的重量比球磨12小时后制得合成物的球磨料； 

b、将合成物的球磨料在750℃的温区内保温2小时合成Mn₃O₄-Fe₂O₃-C的合成物；