[发明专利]一种三元系NTC热敏电阻材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种三元系NTC热敏电阻材料及其制备方法，热敏电阻材料是以硝酸锰、硝酸镍、硝酸铝为原料制成,其中各组分的摩尔百分比为：锰：镍：铝＝50‑80:25‑45:5‑40。热敏电阻材料的制造方法包括如下步骤：以硝酸锰、硝酸镍、硝酸铝为原料配制成离子混合液；配制沉淀剂溶液；将所述离子混合液加入到所述沉淀剂溶液中使之反应；用去离子水反复清洗沉淀物3‑5次，然后用乙醇脱水抽滤，得到粉体；粉体经研磨后，经450℃分解，再经预烧；粉体预烧后，经球磨成颗粒；球磨后经预成型为胚体，将胚体等静压成型，经烧结，制得热敏电阻瓷锭；将热敏电阻瓷锭切割成瓷片；然后涂烧电极制得热敏电阻。

技术领域

本发明涉及一种热敏电阻，特别是一种三元系NTC热敏电阻材料及其制造方法。

背景技术

NTC(Negative Temperature Coefficient，负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件)热敏电阻材料是一种半导体电子陶瓷，是最被广泛应用到测温领域的一种敏感材料。它的特性是随温度变化其阻抗发生变化，这种对应关系决定了材料的温度系数、微观晶体结构。反之，热敏电阻的温度曲线特性受制于其本身的晶体结构、组成、大小、材料成分等一系列的微观因素。所以材料结构的可控性、材料成分的均匀性对于热敏电阻芯片生产的可重复性、稳定性具有至关重要的作用。

公布号为CN1588576A、CN1588574A的专利文件中，需要严格控制共沉淀反应的pH值和浓度等参数，使之沉淀完全。众所周知，在不引入外界碱性离子的前提下，pH值是一个很难控制的反应参数，通过控制pH值来控制反应的完成度非常困难，导致工艺的可重复性难以实现。

日本芝浦公司主打锰镍铝系热敏电阻，因为锰镍尖晶石相是非常稳定的结构，所以成品的稳定性很好，且锰镍体系对成分要求不敏感，适合大批量生产；但是由于镍的存在，传统的共沉淀法也很难确保镍沉淀的可重复性。用氨水调节pH值，每一次配制、每一个操作员都可能有不同的结果；用氢氧化钠溶液做沉淀剂则会带入钠离子，影响产品的特性；而用固相法，由于锰镍合成温度偏高，特别是铝的掺入使得合成温度更高，烧结密度普遍偏低，影响产品性能。

因此本发明的目的在于实现以较低的合成温度、优良的可重复性解决锰镍铝热敏电阻材料体系的合成难度问题，使之可以工业化生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能实现工艺简单、重复性好、稳定性高、可工业化生产的锰镍铝三元系NTC热敏电阻材料及其制造方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种三元系NTC热敏电阻材料，所述热敏电阻材料是以硝酸锰、硝酸镍、硝酸铝为原料制成,其中各组分的摩尔百分比为：

锰:镍:铝＝(50-80):(25-45):(5-40)。

一种三元系NTC热敏电阻材料的制造方法，包括如下步骤：

a、按比例秤取硝酸锰、硝酸镍和硝酸铝作为原料，并将这三种原料溶于水中配制成离子混合液；

b、将碳酸氢铵、氨水、酒精和水进行混合配制沉淀剂溶液；

c、将沉淀剂溶液加热至40-50℃，并在剧烈搅拌下，将步骤a中所述的离子混合液加入到该沉淀剂溶液中使之进行沉淀反应；

d、沉淀反应完全后，静置4-24小时，取沉淀物，用去离子水反复清洗沉淀物3-5次，然后用乙醇脱水抽滤，80-100℃烘干，得到粉体，即为热敏电阻材料的前驱体；

e、将步骤d中所得的粉体进行研磨，然后经450℃分解0.5-2小时，再经950-1150℃预烧2-4小时；

f、经过步骤e的预烧后，再经球磨制成颗粒，粒径为0.8-3微米；

g、球磨后再经预成型为胚体，将胚体等静压成型，压强为2-3MPa/cm²；