[发明专利]一种热敏传感器用铁氧体材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁氧体材料，特别是一种热敏传感器用铁氧体材料。

背景技术

热敏传感器是一类用来检测热学量(主要是温度)和实现与热过程相关的过程控制的传感器。热敏传感器除了具有检测温度等热学量的功能外，也被经常用来帮助实现与热过程相关的自动控制。 热敏传感器是温度传感器中的一种，虽然目前，温度传感器的种类繁多，但现在还是普遍认为，热敏传感器是最为有市场、最有潜能和最有发展前景的产品。

2012年2月22日公开的第201110174152.X号中国发明专利，其发明创造的名称为“一种软磁铁氧体热敏磁芯及其制造方法”。该专利中，软磁铁氧体热敏磁芯的成分组成( 重量百分比) 含有ZnO 15％～ 20％、MgO 5％～ 8％、CuO 5％～ 10％、Bi₂O₃ 0.001％～ 0.2％，其余为Fe₂O₃ 以及不可避免的杂质，并采用下述方法制备：它是将含有ZnO15％～ 20％、MgO 5％～ 8％、CuO 5％～ 10％、其余为Fe₂O₃ 以及不可避免的杂质经配料混合；轧片；预烧；一次砂磨，二次砂磨；喷雾造粒；压制成形；烧结；研磨抛光成磁芯。

上述专利申请中，由于添加了微量的添加剂Bi₂O₃ 成分，故使得软磁铁氧体热敏磁芯的烧结温度降低，居里温度的范围变窄，故当该软磁铁氧体热敏磁芯作为热敏传感器使用时，该热敏传感器的控温范围小，温度调节较为精确。

然而，上述专利申请，也仍然存在着如下不足：

1. 由CuMgZn作为主要配方的软磁铁氧体热敏磁芯，其初始磁导率仅在1000左右，居里温度值也仅在100℃附近，应用领域范围小。

2. 烧结时，ZnO挥发严重，软磁铁氧体热敏磁材料对频率的适用范围窄；

3. 该申请中，软磁铁氧体热敏磁粉在配料混合加入PVA后，直接进行了轧片及预烧，PVA直接加入在原料干粉之中，容易使干粉团聚，从而造成加胶不均匀，加胶少的粉料或未加入胶水的干粉，在轧片机中将难以形成片料，成型压力不仅不能降低，还使得干粉被辊压的更细，细粉量增加，一方面会使烧结窑炉粘壁严重；另一方面，也会使最终粉料成品的合格率大大降低。

  2003年3月12日公开的申请号为02136872.4的中国发明专利，其发明创造的名称为“热敏锰锌铁氧体系列材料的制备方法”。该热敏锰锌铁氧体系列材料经过了配料、加水混合、预烧、粉粹、成型和烧结等步骤，由上述步骤制得的热敏锰锌铁氧体系列材料，磁导率温度变化的最大斜率能大于137/℃。由于此专利申请中采用了加水混合，也即湿混工艺，能使粉料混合较为均匀，然而，该专利申请，也存在着如下不足：

1. 混合后的粉料直接进行了预烧，混合后的粉料仍然是粉状，预烧温度高，预烧后的粉料的磁性能较低，密度仅在4.5g/cm³左右，烧结后磁心仍然脆和易碎。

2. 初始磁导率低，仅在2000左右。

3. 该热敏锰锌铁氧体系列材料的成型压力大，所需要的成型压机吨位大，能耗高，成型比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种热敏传感器用铁氧体材料，该热敏传感器用铁氧体材料的初始磁导率高，能达到7000-9000，居里温度能达到130℃。

另外，本申请还提供一种热敏传感器用铁氧体材料，该热敏传感器用铁氧体材料烧结密度高，能达到4.9-5.1g/cm³，烧结后磁心强度高，不易碎。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

   一种热敏传感器用铁氧体材料，所述热敏传感器用铁氧体材料主要包括Fe₂O₃、ZnO、Mn₃O₄、Nb₂O₅和CaCO₃，其中，以重量百分比计，各组分含量分别如下：

    Fe₂O₃   66-72%；

ZnO    12-18%；

Nb₂O₅    0.01-0.02%；

CaCO₃   0.02-0.07%；