[发明专利]PTCR热敏陶瓷材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种PTCR热敏陶瓷材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：a.往BaTiO₃、PbTiO₃、MnO₂中添加z mol％的Ta₂O₅作为粉体，所述z的取值范围为0＜z≤0.05；b.根据材料配方称料，以氧化锆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％、浓度为10wt％的聚乙烯醇进行造粒，再以10～15MPa的压力压制成素坯；d.将压制好的所述素坯置于1230～1300℃的空气气氛中，使其充分烧结为陶瓷。在本申请中，随着Ta的加入，该PTCR陶瓷片在还原前后的耐电压强度和室温电阻变化率持续减少，制成的加热器的耐还原性能得到明显改善。

技术领域

本申请涉及功能陶瓷材料，特别涉及一种PTCR热敏陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

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

工业上的PTC加热元件通常使用硅胶与电极片粘接而使其导电，硅胶组分中含有有机挥发物质，在180-285摄氏度硅胶固化以及长时间通电工作时，有机硅胶在这个温度区间下会挥发出二甲基环硅氧烷(DMC)使PTC陶瓷片工作在弱还原气氛中，导致PTC的电性能恶化，PTC加热元件的室温电阻率会呈现不同程度的减小。在使用过程中，PTC加热元件的耐电压强度、冲击电流、加热功率、表面温度等性能都会随着还原气氛的影响而产生改变，由此对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，为实现改进性能的目的，本申请提供了一种PTCR热敏陶瓷材料的制备方法，以及利用该种方法所制备的PTCR热敏陶瓷材料。

其中，PTCR热敏陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

a.往BaTiO₃、PbTiO₃、MnO₂中添加z mol％的Ta₂O₅作为粉体，所述z的取值范围为0＜z≤0.05；

b.根据材料配方称料，以氧化锆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％、浓度为10wt％的聚乙烯醇进行造粒，再以10～15MPa的压力压制成素坯；

d.将压制好的所述素坯置于1230～1300℃的空气气氛中，使其充分烧结为陶瓷。

可选地，在所述步骤a中，加入半导化剂和/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％，所述烧结助剂占所述粉体总物质量的0～2.5mol％。

可选地，所述粉体的配方为(100-x)BaTiO₃+xPbTiO₃+yMnO₂+zTa₂O₅，其中，x＝0～50mol％，y＝0.03～0.20mol％。

可选地，在步骤b中，所述预设时间为12～24小时。

可选地，在步骤c中，所述素坯的尺寸为φ10mm。

可选地，在步骤d中，所述素坯的烧结时长为10～30分钟之间。

可选地，所述素坯为圆形素坯。

可选地，还包括：