[发明专利]铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热敏电阻材料，具体涉及一种以BaBiO₃为基础相的陶瓷材料； 本发明还涉及这种材料的制备方法。

背景技术

负温度系数热敏电阻(简称NTCR，下同)在温度测量、抑制浪涌电流和 温度补偿方面有广泛的应用。目前，大部分NTCR陶瓷材料均为尖晶石结构， 而此结构的负温度系数(简称NTC，下同)陶瓷其室温电阻率一般较高，且 阻值不好控制，针对于低压及小型化器件，要求NTCR材料的室温电阻率尽量 低，但是目前的研究表明，降低材料的室温电阻率，就会带来温度系数的降 低，恶化NTC特性。寻求将材料的室温电阻率和温度系数B分别调控，从而 获得依据不同应用的NTC系列产品。因此发展新型NTC陶瓷具有很重要的意 义。目前已很多专利报道了NTC材料的制备方法，但有关BaBiO₃系NTCR陶瓷 目前尚未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种导电性能良好，室温电阻率和温度 系数可调的以铋酸钡为基础相的负温度系数半导体陶瓷及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷，其化学通式为 (Ba_1-xA_x)(Sb_yBi_1-y)O₃，式中A为稀土金属元素，0＜x≤0.01，0＜y＜0.1。

其中A为选自Y、La、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Er和Yb中的任意一种。

本发明所述铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷可采用传统电子陶瓷制备工 艺制备，优选按以下方法制备：

1)配料：按照通式(Ba_1-xA_x)(Sb_yBi_1-y)O₃，把各种元素的摩尔比换算为相 应化合物的质量比称取原料，按照球、料、水的质量比例为1∶1∶2的标准加 入玛瑙球、所称原料和去离子水，球磨8小时后，干燥；

2)焙烧：将干燥后的物料在900℃下焙烧，保温4小时；

3)造粒：向焙烧所得的物料中加入浓度为2wt％的聚乙烯醇溶液，混合 物烘干后再进行造粒，然后过60目筛；

4)压型：采用干压成型，成型压强200MPa，试样的直径18mm，厚度为 1.5～3mm；

5)烧成：烧成温度为950～1050℃，保温时间为2～4小时；

6)电极制备：在产品上下表面用丝网印刷低温银电极浆料，烘干后，再 升温至520℃，保温15分钟，空气中冷却。

与现有技术相比，本发明所述铋酸钡系负温度系数半导体陶瓷制备工艺 简单，产品导电性能良好，室温电阻率和温度系数可调，克服了现有负温度 系数热敏电阻陶瓷材料室温电阻率大的不足，可实现室温电阻率为35Ω·cm， 而温度系数B值为3147K的以BaBiO₃为基础相的负温度系数热敏电阻半导体 陶瓷。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步描述，但本发明并不局限于这些实 施例。

以下各实施例中所用原料均为分析纯原料。

实施例1

以Bi₂O₃、BaCO₃、La₂O₃和Sb₂O₃为原料合成(Ba_0.999La_0.001)(Sb_0.01Bi_0.99)O₃。

制备方法：

1)按照化学式(Ba_0.999La_0.001)(Sb_0.01Bi_0.99)O₃进行配料，以球、料、水的质 量比例为1∶1∶2的标准加入玛瑙球和去离子水，球磨8小时，干燥；

2)干燥所得物料在900℃下焙烧，保温4小时；

3)在焙烧所得物料中加入浓度为2wt％的聚乙烯醇溶液，混合物烘干后 再进行造粒，然后过60目筛；

4)在200MPa下干压成型，样品的直径18mm，厚度为2mm；