[发明专利]一种复合型热敏电阻材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种复合型热敏电阻材料及其制备方法和应用，将钙钛矿结构氧化物和烧绿石结构氧化物复合，采用固相反应法进行球磨、烘干、成型后煅烧制成圆片型胚体，然后经过高温烧结而形成耐高温可控B值的热敏电阻陶瓷，随后通过涂敷铂浆制成热敏电阻圆形片，切片后焊接铂丝作为引线形成热敏电阻元件。本发明中的热敏电阻能够实现由室温至1000℃范围的温度测量并且具有良好的负温度系数热敏电阻特性，并且可通过两相比率的改变实现调节热敏电阻系数B以满足不同系统中的要求。

技术领域

本发明属于温度传感器技术，具体涉及一种复合型热敏电阻材料及其制备方法和应用。

背景技术

负温度系数热敏电阻是一种电阻随温度的升高而下降的一种热敏材料，其作为电路补偿器件广泛应用于各种电路系统中，而作为温度探测元件，其相对于传统的热电偶，热电阻等器件，热敏电阻的主要特点在于其拥有高灵敏度，体积小，良好的线性特性并且价格低廉。高温热敏电阻材料相对于传统热敏电阻材料具有更好的稳定性并可以实现由室温至1000℃高温的宽温区测量，同时这种热敏电阻在汽车尾气环境下更稳定。因此相对于其他温度探测器而言，热敏电阻是更好的选择，因此这种可以耐高温的热敏电阻广泛应用在汽车石油地质钻探等领域。由于国内尚未形成成熟的热敏电阻制造体系，很难自主制造满足各类要求的高温热敏电阻，因此目前尾气温度传感器的热敏电阻芯片主要依赖于进口。

热敏电阻的主要参数在于其电阻率和其热敏电阻系数B值，热敏电阻系数B值是衡量热敏电阻温度与电阻变化的重要参量。对于高温热敏电阻为实现0-1000℃的测量要求材料具有高的电阻率和低的B值。然而过高的B值导致电阻下降的过快在高温区电阻过小测量精度受到限制，过低的B值将造成热敏电阻灵敏度的下降。常用高温热敏电阻的热敏电阻系数B值的范围为2000—4000。对于负温度系数热敏电阻NTC来说材料的电阻率调节比较容易，而材料的B值因其导电机制每种材料体系的B值基本固定很难改变。因此实现2000-4000范围内B值的调节是生产不同要求的负温度系数热敏电阻材料的关键。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种复合型热敏电阻材料及其制备方法和应用，本发明利用两种特性不同的高温热敏电阻材料复合以得到合适的热敏电阻系数，不但能够保证良好的高温特性以及热敏电阻特性，同时还实现不同比率的热敏电阻的热敏电阻系数B值在2000-4000的范围内通过两种物质比率的改变实现调节，能够制作参数要求不同的高温热敏电阻。

技术方案：本发明的一种复合型热敏电阻材料，包括钙钛矿结构氧化物和烧绿石结构氧化物，且钙钛矿结构氧化物和烧绿石结构氧化物之间的摩尔比为(70:30)～(90:10)，且钙钛矿结构氧化物中含有钇、锰和铬，烧绿石结构氧化物中含有钙、钛、钨和铈。

进一步的，所述钙钛矿氧化物和烧绿石氧化物分别为YCr_0.5Mn_0.5O₃和CaWO₄-CeTi₂O₆。

进一步的，所述钙钛矿结构氧化物中钇锰铬的摩尔质量比为(2～2.5)：(0.8～1.2)：(0.8～1.2)，所述烧绿石氧化物中钙钛钨铈的摩尔质量比(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(2～2.5)。

本发明还公开了一种复合型热敏电阻材料的制备方法，依次包括以下步骤：