[发明专利]高居里温度无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料及制备和应用

权利要求书

1.一种高居里温度无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料，其特征在于：

该材料由BaTiO₃、BaBiO₃、(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃、MnO₂和Si₃N₄组成；

该材料的化学式为：(1-x-y)BaTiO₃-xBaBiO₃-y(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃，其中x＝0.001～0.003，y＝0～0.01；

每制备1mol的(1-x-y)BaTiO₃-xBaBiO₃-y(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃掺入0.00034～0.00038mol的MnO₂和0.008～0.012mol的Si₃N₄。

2.根据权利要求3所述高居里温度无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料，其特征在于：x＝0.001、0.002或0.003，y＝0、0.002、0.004、0.006或0.01。

3.一种制备如权利要求1所述高居里温度无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将MnO₂和Si₃N₄和合成的BaTiO₃、BaBiO₃、(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃粉体按照每制备1mol的(1-x-y)BaTiO₃-xBaBiO₃-y(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃掺入0.00034～0.00038mol MnO₂和0.008～0.012molSi₃N₄的摩尔百分量进行配料得到混合料，按照该混合料：球石：蒸馏水的质量比为1:3:4混合并置于尼龙罐中湿法球磨6～12h，然后将磨料在温度100～120℃烘干得到干磨料；

步骤二、取步骤一制得的干磨料，按干磨料质量的4～8％，向干磨料中加质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液粘合剂，混合均匀后进行造粒，造粒后通过40目筛，然后在压力机上以压力100～150MPa压制成圆片，将多片成型片叠放在有二氧化锆垫料的氧化铝垫板上，相邻的成型片之间用二氧化锆粉隔开，然后放入高温电炉中烧结，升温速率控制在400℃/h，升温至1280℃～1300℃下烧结20min～60min，其中在150℃和200℃保温30min以排水，排胶，然后随炉降温至室温；最终的烧结片即为无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述制备高居里温度无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤一中，合成(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃的方法是：

将Bi₂O₃与TiO₂按照摩尔比1:4进行配料，按照该配料：球石：无水乙醇的质量比为1:3:4混合并置于尼龙罐中湿法球磨6～8h，然后将磨料在温度80～100℃烘干，烘干料在坩埚中，以4～5℃/min的升温速率升温至800℃～850℃，保温1～4h合成(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃。

5.根据权利要求3所述制备高居里温度无铅钛酸钡基PTCR陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤一中，合成BaTiO₃的方法是：

将BaCO₃与TiO₂按照摩尔比1:1进行配料，按照该配料：球石：蒸馏水的质量比为1:3:4混合并置于尼龙罐中湿法球磨6～8h，然后将磨料在温度100～120℃烘干，烘干料在坩埚中，以4～5℃/min的升温速率升温至1000℃～1050℃，保温1～4h合成BaTiO₃。