【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷材料，具体地，涉及一种新型宽温域负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
1、ntc材料是由锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物经过充分混合、成型、烧结等工艺制成的半导体陶瓷。它可以制成具有负温度系数(ntc)的热敏电阻。随着本体的温度升高，ntc的电阻阻值会呈非线性的下降是ntc的特性。该材料的电阻率和材料常数会随着材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态的不同而变化。此外，现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等非氧化物材料为代表的ntc热敏电阻材料。它在实现小型化的同时，还具有电阻值-温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点，可被用来做高灵敏度、高精度的温度传感器，在电子电路当中也经常被用作实时的温度监控及温度补偿等。
2、目前关于ntc材料的研究涉及到的材料体系多样，常见的有尖晶石结构、钙钛矿结构以及烧绿石结构等，其中尖晶石结构的材料主要应用于低温区温度的测量，钙钛矿结构的材料主要应用于中高温区温度的测量，而烧绿石结构的材料主要应用于高温及超高温区温度的测量。结合目前的研究现状，研发出一种新型的、涵盖低温区和高温区的新型超宽温区ntc材料对于实际应用是十分有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于，提供一种新型宽温域负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法，该材料以三氧化二镧、三氧化二铝、二氧化铈、五氧化二铌为原料，经混合研磨、煅烧、冷等静压成型、高温烧结、涂烧电极，即得到材料常数为b25℃/1500℃＝4568.92
2、本专利技术提供一种宽温域负温度系数热敏陶瓷材料，所述热敏陶瓷材料按重量百分比包括：三氧化二镧58.17-71.47％、三氧化二铝20.53-23.01％、二氧化铈3.98-15.36％和五氧化二铌1.54-5.94％，其化学组成为la1-xcexal1-ynbyo3，其中，x＝0.05-0.20，y＝0.025-0.10。
3、优选地，所述热敏陶瓷材料常数为b25℃/1500℃＝4568.92-18175.1k，温度1000℃电阻率为1100.93-73032.65ω·cm。
4、本专利技术提供一种宽温域负温度系数热敏陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
5、a、称取三氧化二镧、三氧化二铝、二氧化铈和五氧化二铌进行混合，得到混合物粉体；
6、b、将步骤a中的混合物粉体进行煅烧，研磨，得到la1-xcexal1-ynbyo3粉体；
7、c、将步骤b得到的la1-xcexal1-ynbyo3粉体进行压块成型，将成型的块体材料进行冷等静压，然后烧结，得到热敏陶瓷材料；
8、d、将步骤c得到的热敏陶瓷材料涂覆电极，然后退火，得到在温度25℃-1500℃范围内具有负温度系数特性的宽温域负温度系数热敏陶瓷材料。
9、优选地，步骤a中，将混合物研磨6-10小时，得到混合物粉体。
10、优选地，步骤b中，煅烧温度为1200-1300℃，煅烧时间为10-20小时，研磨时间为6-8小时。
11、优选地，步骤c中，压块成型的压力为10-20kg/cm2，压块成型的时间为0.8-1.5min，进行冷等静压，在压强为250-350mpa下保压3-5min，烧结温度为1500-1600℃，烧结时间为15-20小时。
12、优选地，步骤d中，正反两面涂覆铂浆电极，然后于温度800-900℃下退火30-60分钟。
13、具体地，本专利技术所述的一种新型宽温域负温度系数热敏陶瓷材料，该材料是由重量百分比三氧化二镧58.17-71.47％、三氧化二铝20.53-23.01％、二氧化铈3.98-15.36％、五氧化二铌1.54-5.94％为原料制成，其化学组成为la1-xcexal1-ynbyo3，其中x＝0.05-0.20,y＝0-0.10；所得材料常数为b25℃/1500℃＝4568.92-18175.1k，温度1000℃电阻率为1100.93-73032.65ω·cm，具体操作按下列步骤进行：
14、a、按重量百分比分别称取三氧化二镧58.17-71.47％、三氧化二铝20.53-23.01％、二氧化铈3.98-15.36％、五氧化二铌1.54-5.94％进行混合，将混合物置于玛瑙研钵中研磨6-10小时，得到粉体；
15、b、将步骤a中研磨好的粉体在温度1300℃煅烧10小时，再研磨6小时，即得la1-xcexal1-ynbyo3粉体；
16、c、将步骤b得到的粉体材料以10-20kg/cm2的压力进行压块成型，时间为0.8-1.5min，将成型的块体材料进行冷等静压，在压强为250-350mpa下保压3min，然后于温度1550℃烧结15小时，制得宽温域热敏陶瓷材料；
17、d、将步骤c烧结的陶瓷材料正反两面涂覆铂浆电极，然后于温度900℃下退火30分钟，即得到在温度25℃-1500℃范围内具有负温度系数特性，材料常数为b25℃/1500℃＝4568.92-18175.1k，温度1000℃电阻率为1100.93-73032.65ω·cm的宽温域负温度系数热敏陶瓷材料。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术成功研制出一种超宽温区的负温度系数热敏材料，能够适用于从室温到超高温的应用环境，有效拓宽了该材料体系的应用领域。该材料体系能够应对外界不同的温度环境，降低了实际使用过程中由于温区受限而被迫更换传感器的问题，降低了实际使用成本。并且改材料体系未用到重金属等化学原料，配方绿色且对环境友好。
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1.一种宽温域负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料按重量百分比包括：三氧化二镧58.17-71.47％、三氧化二铝20.53-23.01％、二氧化铈3.98-15.36％和五氧化二铌1.54-5.94％，其化学组成为La1-xCexAl1-yNbyO3，其中，x＝0.05-0.20，y＝0.025-0.10。
2.根据权利要求1所述宽温域负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料常数为B25℃/1500℃＝4568.92-18175.1K，温度1000℃电阻率为1100.93-73032.65Ω·cm。
3.一种权利要求1或2所述宽温域负温度系数热敏陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，将混合物研磨6-10小时，得到混合物粉体。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤b中，煅烧温度为1200-1300℃，煅烧时间为10-20小时，研磨时间为6-8小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤c中，压块成型的压力为10-
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤d中，正反两面涂覆铂浆电极，然后于温度800-900℃下退火30-60分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种宽温域负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料按重量百分比包括：三氧化二镧58.17-71.47％、三氧化二铝20.53-23.01％、二氧化铈3.98-15.36％和五氧化二铌1.54-5.94％，其化学组成为la1-xcexal1-ynbyo3，其中，x＝0.05-0.20，y＝0.025-0.10。
2.根据权利要求1所述宽温域负温度系数热敏陶瓷材料，其特征在于，所述热敏陶瓷材料常数为b25℃/1500℃＝4568.92-18175.1k，温度1000℃电阻率为1100.93-73032.65ω·cm。
3.一种权利要求1或2所述宽温域负温度系数热敏陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢永新，薛燕，赵鹏君，张惠敏，常爱民，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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