[发明专利]添加CeO2

说明书

本发明公开了一种添加CeO₂改善PTC加热陶瓷功率老化的方法，采用以下配方：往BaTiO₃、PbTiO₃、MnO₂中添加z mol％的CeO₂作为粉体，其中z的取值范围为0＜z≤0.30；通过添加半导化剂和烧结助剂，在大气气氛中烧结，对烧结后的陶瓷表面进行研磨，涂覆电极，得到尺寸为24×15×2.4mm的PTCR陶瓷片。随着Ce含量的增加，该PTCR陶瓷片的通电电阻变化率持续减少，制成的加热器的功率老化得到明显改善。

技术领域

本发明涉及一种PTCR陶瓷材料的制备方法，特别是涉及一种改善PTCR加热陶瓷功率老化的方法，应用于电子材料技术领域。

背景技术

PTCR陶瓷一般是指具有正的电阻温度系数(Positive Temperature CoefficientResistance)的热敏电阻材料或元器件。PTC陶瓷具有温敏、节能、无明火和安全等优点，已广泛应用于汽车、家电、通信、自动化控制等领域具。以PTC作为恒温发热体制作的发热器，可靠性、安全性高，发热量可随环境温度变化自动调节。

近年来，工业上对PTC材料加热元件的性能要求逐渐提高，特别是体现在温度响应及性能可靠性方面。然而在通电使用一段时间后，PTC加热元件的室温电阻会呈现不同程度的增加，即所谓的老化现象。在使用过程中，PTC加热元件的电阻、冲击电流、加热功率、表面温度等性能都会随时间而变化，称为性能老化，性能老化对PTC的使用可靠性影响很大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供添加CeO2改善PTC加热陶瓷功率老化的方法。

为了解决或部分解决上述技术问题，本申请提供了一种添加CeO₂改善PTC加热陶瓷功率老化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.往BaTiO₃、PbTiO₃、MnO₂中添加0.01～0.30mol％的CeO₂作为粉体，再加入半导化剂或烧结助剂作为配料，其中，所述半导化剂的掺入量为所述粉体的0.05～0.50atom％，所述烧结助剂由所述粉体总物质量的0～0.30mol％Al₂O₃和0～2.2mol％SiO₂组成；所述z的取值范围为0＜z≤0.30；

b.根据材料配方称料，以玛瑙球和去离子水作为介质，球磨所述粉体和配料预设时间后烘干，得到混合粉末；

c.在所述混合粉末中加入所述混合粉末重量的3.0～12.0wt％的浓度为10wt％的聚乙烯醇进行造粒，再以5～15MPa的压力压制成方形素坯；

d.将压制好的所述方形素坯置于1230～1350℃的空气气氛中使其充分烧结为陶瓷；对所述陶瓷的表面进行研磨，并在所述陶瓷表面喷涂电极，将带有电极的所述陶瓷置于480～520℃的空气气氛中进行烧结，保温8min。

可选的，所述粉体的配方为(100-x)BaTiO₃+xPbTiO₃+yMnO₂+zCeO₂，其中，x＝0～50mol％，y＝0.03～0.20mol％。

可选的，在步骤b中，所述预设时间为12～24小时。

可选的，在步骤c中，所述方形素坯的尺寸为24×15mm。

可选的，在步骤d中，所述方形素坯的烧结时长为10～30分钟之间。

可选的，在步骤d中，研磨后的所述陶瓷厚度为2.4mm。

可选的，在步骤d中，所述电极为Al电极。