[发明专利]一种铬锰共占位钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料

说明书

本发明提供了一种铁掺杂钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料的制备方法：按La:Cr:Mn原子百分比为20‑55:5‑75:5‑40称取原料进行湿磨，得浆料；浆料干燥研磨后得粉体；再煅烧，得到钙钛矿相的La(CrMn)O₃的粉体；将粉体制备成块体材料后采用两步烧结法，随炉冷却即得到铁掺杂钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料。通过该方法获得的铬锰共占位钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料的电学参数为：ρ_25°C=15.2Ω·cm‑13823.2KΩ·cm±2%，B_25/50=2688‑3942K±1.5%，该材料具有高阻、低B及低阻、高B的参数组合、一致性好、稳定性高、可重复的特点，分别适用于宽温区内温度的测量、控制、线路补偿和抑制浪涌电流。

技术领域

本发明属于新型热敏陶瓷材料领域，具体涉及一种采用氧化物固相法制备铬锰共占位钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料的方法。

背景技术

负温度系数（NTC）热敏电阻，因其具有测温精度高、互换性好、可靠性高、成本低廉等优点，在温度测量、控制、补偿及通讯设备的远程控制等多方面得到了广泛的应用，被认为是具有极大发展潜力的电子元器件，有着很好的应用前景。通常AB₂O₄型尖晶石结构是NTC热敏陶瓷材料的主晶相，随着科技和需求的发展，这类材料的局限性日益突出。当材料的电阻率较高时其B值也高，反之亦然，同时尖晶石结构组成的多元系陶瓷材料的稳定性较差，烧结后的陶瓷处于非平衡状态，造成材料电学性能改变，这两点制约了尖晶石NTC热敏元件的应用，解决此问题的关键是探索新的NTC热敏陶瓷材料。

钙钛矿结构（ABO₃）陶瓷铬酸镧（LaCrO₃）与锰酸镧（LaMnO₃）因具有巨磁阻（GMR）效应、传感和催化性能，而在固体氧化物燃料电池连接材料、高温发热材料、催化剂等方面得到广泛的应用，是很有前途的功能陶瓷材料。但在作为NTC热敏电阻材料方面的研究和应用很少，铬酸镧与锰酸镧具有良好的高温稳定性，且在一定温度范围内具有NTC特性，通过技术处理有望代替传统的尖晶石相，解决上述NTC热敏陶瓷材料面临的问题。LaCrO₃具有高的电阻率，且其导电性受掺杂离子和环境的可调控性高；LaMnO₃具有良好的导电性，其室温电阻率低于1 Ω·cm。通过复合实现铬锰共占钙钛矿ABO₃的B位，进而调控其电性能参数，获得参数逆势变化即高阻、低B及低阻、高B，稳定性好、一致性好的NTC热敏电阻材料。

发明内容

针对目前缺少高精度，高阻、低B和低阻、高B元器件的问题，本发明提供一种铬锰共占位钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料，电性能参数可调，稳定性好、一致性好。

本发明的另一目的是提供一种上述热敏陶瓷材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种铬锰共占位钙钛矿型负温度系数热敏陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按La:Cr:Mn原子百分比为20-55:5-75:5-40称取La₂O₃、Cr₂O₃、MnO₂进行湿磨，得浆料；

（2）将步骤（1）中的浆料干燥，然后研磨得粉体；

（3）将步骤（2）中的粉体煅烧，得到钙钛矿相的La(CrMn)O₃的粉体；

（4）将步骤（3）中的粉体压制成钙钛矿相La(CrMn)O₃块体材料；