[发明专利]一种高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻及其制备工艺

说明书

本发明提出了一种高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻及其制备工艺，该高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻，包括质量比1:0.1‑0.4的组分A、组分B，组分A为复合金属氧化物M_XO_Y，M包括Mn、Cr、Cu、RE，其中，Mn元素摩尔占比大于62%，（Cr+Cu）元素摩尔占比大于26%，RE元素占比为1‑6.5%，组分B包括海绵铁、滑石粉、硬脂酸盐、偶联剂、pH调节剂、乙二醇，本申请通过合理的原料选配和针对性的工艺优化，制得的NTC陶瓷热敏电阻具有优异的电学性能稳定性，耐老化性强，对温度变化灵敏度高，B_25/50值高达7000K，高效实用。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体的为一种高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻及其制备工艺。

背景技术

NTC热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻。其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。现在还出现了一碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料。然而，传统的NTC热面电阻材料在300℃以上使用由于自身加热存在老化严重的现象，而且因其非线性的电性能特征和潮湿故障等问题也使得传统的NTC热敏陶瓷电阻材料在各种高端精密仪器的发展中失去了竞争的优势。

大部分NTC热敏电阻材料的生产和研究仍沿用传统的固相法生产工艺，采用金属氧化物或金属的碳酸盐、碱式碳酸盐作为原料，经球磨、煅烧等一系列加工过程完成粉体材料的制备。另外，软化学合成法也已广泛应用于电子陶瓷粉体材料的制备与研究，包括共沉淀法、均匀沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。在溶胶-凝胶法制备半导体陶瓷材料中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻及其制备工艺，通过合理的原料选配和针对性的工艺优化，制得的NTC陶瓷热敏电阻具有优异的电学性能稳定性，耐老化性强，对温度变化灵敏度高，B_25/50值高达7000K，高效实用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻，包括质量比1:0.1-0.4的组分A、组分B，组分A为复合金属氧化物M_XO_Y，M包括Mn、Cr、Cu、RE，其中，Mn元素摩尔占比大于62%，（Cr+Cu）元素摩尔占比大于26%，RE元素占比为1-6.5%，组分B包括海绵铁、滑石粉、硬脂酸盐、偶联剂、pH调节剂、乙二醇。

作为本发明进一步优选，RE为La、Ce组合物，其中La质量含量占比不低于80%。

作为本发明进一步优选，组分B中各原料重量份数为海绵铁8-15份、滑石粉3-5份、硬脂酸盐2-5份、偶联剂0.3-1份、pH调节剂0.2-2份、乙二醇8-25份。

作为本发明进一步优选，硬脂酸盐选用硬脂酸钙和硬脂酸钡组合物，两者摩尔比为1:0.5-2，偶联剂采用硅烷偶联剂，pH调节剂采用稀硫酸和氨水。

作为本发明进一步优选，高稳定性耐压NTC陶瓷热敏电阻，制备工艺如下：

1）将组分A置于球磨机中，加入聚乙二醇和十二烷基硫酸钠，球磨处理，然后惰性气氛下干燥得物料一；

2）将组分B中海绵铁、滑石粉和乙二醇共混，于超声振荡器中振荡处理10-40min，然后将硬脂酸盐、偶联剂加入其中，继续振荡处理3-5min，最后以pH调节剂调节至3.7-4.2，得物料二；

3）将物料一在搅拌条件下加入物料二中，高速搅拌混匀，然后在惰性气氛下高温烧结，并阶段式降温冷却至室温，得烧结物料；