[发明专利]一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法

说明书

一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：Al₂O₃25‑43%，WO₃4‑12%，MnO₂13‑22%，Ni₂O₃16‑30%，Fe₂O₃5‑15%，BiLiTiSiO₆0.5‑5%，(Li_1/2La_1/2)TiO₃0.3‑5%，LaNiO₃0.2‑3%。本发明还提供上述高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料的一种制备方法。本发明的NTC热敏电阻器介质材料可在宽温区（如25‑1130℃）使用，在不同温区有不同的材料常数B值，并且在高温区具有高材料常数B值。本发明的高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料用于制作NTC热敏传感器，制得的NTC热敏电阻可在宽温区（如25‑1130℃）使用，且在高温下使用时灵敏度高。

技术领域

本发明涉及信息功能材料技术领域，具体涉及一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法。

背景技术

NTC(negative temperature coefficient,负温度系数）热敏电阻是指随温度升高而其阻值降低的电阻，由于其对温度敏感、响应快、测量精度高，广泛应用于温度测量、温度控制、温度补偿、抑制浪涌电流等方面。NTC热敏电阻陶瓷材料是研究广泛的热敏电阻器介质材料，它通常使用过渡金属元素镍、铜、铝、锰、铬等氧化物组成。

NTC热敏电阻的电阻率与温度的关系符合Arrhenius指数关系：ρ=ρ₀exp(E_a/kT), ρ和ρ₀分别为温度在T(绝对温度）和无穷大时的电阻率，k是玻尔兹曼常数，E_a是活化能。热敏电阻器介质材料通常采用室温（25℃）下的电阻率和材料常数B表征，材料常数B与活化能的关系为：B=E_a/k，材料常数B与材料活化能成正比。NTC热敏电阻的温度-电阻特性可表示为：R=R₀exp(B(1/T-1/T₀)），R、R₀分别为T、T₀（绝对温度）时的电阻。电阻温度系数为：α_T=1/R（dR/dT)= -B/T²。材料常数B表征了NTC热敏电阻对温度的敏感性，B值越大，则NTC热敏电阻的电阻对于温度的变化率越大，材料对温度敏感性越好。

对NTC热敏电阻器介质材料的研究，目前多数集中于常温热敏电阻器介质材料的研究，而高温（300℃以上）和较宽温区（25-1000℃或1000℃以上）热敏电阻器介质材料的研究相对较少。目前常用的NTC热敏电阻器介质材料的B值为2000-6000K，而为了提高高温时NTC热敏电阻的灵敏度，B值应在6000K以上。因此，为了适应宽温区（如25-1130℃）的测温，有必要开发在不同温区有不同材料常数B值、并且在高温区具有高材料常数B值的NTC热敏电阻器介质材料，以满足宽温区和高温环境下的测温和控制的应用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能多温区NTC热敏电阻器介质材料及其制备方法，这种NTC热敏电阻器介质材料可在宽温区（如25-1130℃）使用，在不同温区有不同的材料常数B值，并且在高温区具有高材料常数B值。采用的技术方案如下：