[发明专利]一种还原气氛烧结的BaTiO3基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：按照摩尔比1:1称取BaCO₃和TiO₂混合形成混合物A；按照摩尔比1:1:4称取Bi₂O₃、K₂CO₃和TiO₂混合形成混合物B；

步骤二：将混合物A进行球磨、烘干、压块后，置于箱式炉中于1150～1250℃保温2～3小时，得到纯相BaTiO₃粉体；将混合物B进行球磨、烘干、压块后，置于箱式炉中于900～950℃保温3～4小时，得到纯相Bi_0.5K_0.5TiO₃粉体；

步骤三：以纯相BaTiO₃粉体、纯相Bi_0.5K_0.5TiO₃粉体和CuO粉体为原料，按照摩尔比0.96:0.04:(0.0005～0.0020)进行称量形成混合料；

步骤四：将混合料、锆球石及去离子水，按照质量比为1:2:(2～2.5)混合后依次进行球磨、烘干、造粒、过筛，形成造粒料；

步骤五：将造粒料在80～120MPa的压强下制成试样，然后，将试样在高温箱式炉中以3℃/min升温至600℃保温1h进行排胶处理，降到室温后置于以氧化锆为垫板的氧化铝瓷舟内，在管式气氛炉中通入氮气进行烧结，得到烧结好的试样；

步骤六：将烧结好的试样打磨、清洗，在试样两面均匀涂敷欧姆接触铝电极浆料，并于500～600℃下烧10～15min，制得BaTiO3基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料。

2.如权利要求1所述的一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中混合物A与锆球石及去离子水，按照质量比为1:2:(2～2.5)混合后进行球磨，混合物B与锆球石及去离子水，按照质量比为1:2:(2～2.5)混合后进行球磨。

3.如权利要求1所述的一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中，球磨是在行星式球磨机中球磨3～4h。

4.如权利要求1所述的一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，将混合料、锆球石及去离子水混合、球磨、烘干后形成烘干料，将粘合剂添加至烘干料中进行造粒，分别过40目和80目筛取中间料，得到造粒料。

5.如权利要求4所述的一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述粘合剂为质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。

6.如权利要求1所述的一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中烧结采用的烧结制度为以2℃/min升温至200℃，以3℃/min升温至500℃，以5℃/min升温至1360℃保温3小时，之后，以3℃/min降温至1000℃，再以5℃/min降温至500℃，最后随炉冷却至室温。

7.如权利要求1所述的制备方法制备出的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料，其特征在于：包括主料BaTiO₃和Bi_0.5K_0.5TiO₃，其摩尔比为0.96:0.04，辅料为CuO，并且CuO与BaTiO₃的摩尔比为(0.0005～0.0015)：0.96。

8.如权利要求7所述的一种还原气氛烧结的BaTiO₃基无铅PTC热敏电阻陶瓷材料，其特征在于：所述CuO与BaTiO₃的摩尔比为0.0005:0.96、0.0010:0.96、0.0015：0.96或0.0020：0.96。