[发明专利]一种双参数测温复相热敏陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，涉及一种热敏陶瓷材料，具体涉及一种双参数测温复相热敏陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

热敏陶瓷温度传感器一般为热敏电阻传感器，分为负温度系数热敏电阻(NTC，negative temperature coefficient)和正温度系数热敏电阻(PTC，positive temperature coefficient)。NTC负温度系数温度传感器是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的；这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料；温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC负温度系数温度传感器在室温下的变化范围在1×10²～1×10⁶欧姆、温度系数为-2％～-6.5％，它可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

申请号为201380001371.5的中国发明专利公开了一种用于热敏电阻温度传感器的陶瓷组成物及使用该组成物制造的热敏电阻装置，该陶瓷组成物适合于在用于去除来自汽车排气系统的氧化氮、一氧化碳以及未燃烧的微粒的DOC以及DPF中使用，或者适合于在类似的工业高温环境中应用的热敏电阻温度传感器中使用，它是通过将4B族的Sn或者5B族的Sb或Bi添加到具有以ABO3表示的钙钛矿晶体结构的钙钛矿相来制备，其中A包括从除LA之外的2A族及3A族元素中选出的至少一种元素，并且B包括从4A族、5A族、6A族、7A族、8A族、2B族以及3B族过渡金属中选出的至少一种元素。这样的陶瓷组成物不具备双参数测温性能，因此需要重新研究热敏陶瓷材料的配方。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种双参数测温复相热敏陶瓷材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双参数测温复相热敏陶瓷材料，以质量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

第一组合物 25％～40％；

第二组合物 40％～65％；

AlN 3％～25％；

所述第一组合物的化学组成通式为BiTi_xNb_xFe_1-3xO₃，0.0001≤x≤0.3；所述第二组合物的化学组成通式为Y_3-yBi_yNbO₇，0.0001≤y≤0.3；所述第一组合物的原料配方包含Bi₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂和Nb₂O₅；所述第二组合物的原料配方包含Y₂O₃、Bi₂O₃和Nb₂O₅。

优化地，所述第一组合物的化学组成通式为BiTi_xNb_xFe_1-3xO₃，0.001≤x≤0.002；所述第二组合物的化学组成通式为Y_3-yBi_yNbO₇，0.0005≤y≤0.001。

优化地，它的温度阈值点为350～500℃

本发明的又一目的是提供一种上述双参数测温复相热敏陶瓷材料的制备方法，它包括以下步骤：

(a)采用Bi₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂和Nb₂O₅为原料，按BiTi_xNb_xFe_1-3xO₃配料，研磨后置于500～1000℃煅烧1～5小时，冷却后得第一组合物；

(b)采用Y₂O₃、Bi₂O₃和Nb₂O₅为原料，按Y_1-3yBi_yNbO₇配料，研磨后置于1000～1500℃煅烧2～5小时，冷却后得第二组合物；