[发明专利]一种具有三明治结构的负温度系数热敏陶瓷材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有三明治结构的负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于：所述热敏陶瓷材料由两主相材料复合而成，一相以LaCr_1-xFe_xO₃作为基础层，另一相以AB₂O₄作为敏感层，两相界面处为该两相材料均匀混合形成的过渡夹层，从而构成了由基础层、过渡夹层、敏感层形成的具有三明治结构的负温度系数热敏陶瓷材料；其中0.1≤x≤0.7，所述尖晶石相AB₂O₄中A是Mg、Ni、Co中的任意一种，B是Mn、Al、Fe中的任意一种。

2.如权利要求1所述的热敏陶瓷材料，其特征在于：所述热敏陶瓷材料中，掺杂态钙钛矿相与所述尖晶石相的质量比为1:0.05-0.05:1；优选为1:0.05-1:0.2；所述过渡夹层为基础层和敏感层材料总质量的1％。

3.如权利要求1或2所述的热敏陶瓷材料，其特征在于：所述过渡夹层中，掺杂态钙钛矿相和尖晶石相的体积比为1：1。

4.如权利要求1所述的热敏陶瓷材料，其特征在于：所述尖晶石相的氧化物分子式为NiMn₂O₄。

5.如权利要求1-4任一项所述的具有三明治结构的负温度系数热敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、前驱体制备：

按LaCr_1-xFe_xO₃中原子摩尔比，称取La、Cr、Fe三种元素的氧化物，混合后进行湿磨，得LaCr_1-xFe_xO₃浆料，然后将LaCr_1-xFe_xO₃浆料干燥，研磨，得LaCr_1-xFe_xO₃前驱体，备用；

按AB₂O₄中原子摩尔比，称金属元素A、B的氧化物，混合后进行湿磨，得AB₂O₄浆料，然后将AB₂O₄浆料干燥，研磨，得AB₂O₄前驱体，备用；

S2、粉体制备：

将LaCr_1-xFe_xO₃前驱体进行煅烧，得到LaCr_1-xFe_xO₃粉体，备用；

将AB₂O₄前驱体煅烧，得到AB₂O₄粉体，备用；

将LaCr_1-xFe_xO₃粉体和AB₂O₄粉体混合得到混合粉体，备用；

S3、粉体成型:

将LaCr_1-xFe_xO₃粉体、混合粉体、AB₂O₄粉体按照上述顺序制成块体材料，其中，所述混合粉体即为过渡夹层；

S4、陶瓷烧结：

将步骤S3中的块体材料进行第一次升温至400-550℃保温4-7h，完成后继续第二次升温至1200-1300℃保温10-20min，完成后降温至1050-1100℃保温5-20h，最后随炉冷却至室温，即得。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述湿磨以玛瑙球为球磨介质，以去离子水为分散介质；玛瑙球:原料:去离子水质量比为2.5:1:1；优选的，湿磨为顺逆时针方向交替进行，顺逆时针间隔时间1h；湿磨时间为24h；

或者，步骤S1中，所述干燥温度为80-90℃，干燥时间24-36h；所述研磨时间为2-3.5h。