【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热敏陶瓷材料的，尤其涉及一种具有低阻值和高抗折强度的ntc热敏陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
1、ntc(negative temperature coefficient)热敏陶瓷材料一般是由mn、co、ni、al、fe、cu等两种或多种过渡金属氧化物组成，在高温下合成具有尖晶石结构，是一种具有阻值随着温度升高而下降的特性材料，这类陶瓷材料具备对温度反应速度快，功率大、抑制浪涌电流能力强，寿命长可靠性高，以及体积小等诸多优点，被广泛应用在抑制浪涌电流、温度测量、温度补偿等方面。
2、ntc热敏陶瓷材料通常是由过渡金属组成的具有ab2o4尖晶石结构的复合氧化物，针对尖晶石结构ntc热敏材料都是使用添加cu元素来有效地降低ntc热敏材料的电阻率以及b值，特别是极低电阻率高b的材料，但含cu元素体系稳定性差，由于cu元素的易变价，不可避免的带来老化问题以及低阻值陶瓷材料的强度低、运用过程中容易断裂问题，这极大地制约了低阻值ntc热敏陶瓷电阻在高要求开关电源、精密控温和测温等高端领域的应用。
3、因此，如何制备一种同时具有良好抗折强度和低阻率的ntc热敏陶瓷材料，对于热敏元器件行业来讲至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种具有低阻值和高抗折强度的ntc热敏陶瓷材料及其制备方法。本专利技术的ntc热敏陶瓷材料具有极低、ρ良好抗折强度以及ρ值与b值稳定性能大大提高的特点，采用该材料制备的热敏元器件具有高稳定、
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种具有低阻值和高抗折强度的ntc热敏陶瓷材料，所述ntc热敏陶瓷材料的元素组成为cuxni0.60mn2.40-x-y-z-wmgybizcawo4，其中，0<x≤0.9，0<y≤0.35，0<z≤0.15，0<w≤0.3。
4、本专利技术通过在ntc热敏陶瓷材料中添加mgo、bi2o3以及cao，制备得到具有低阻率、良好抗折强度性能的尖晶石结构ntc热敏陶瓷材料。
5、优选地，所述0.3≤x≤0.8，0.10≤y≤0.35，0.03≤z≤0.15，0.03≤w≤0.30。
6、优选地，所述ntc热敏陶瓷材料为cu-ni-mn三元体系中添加mgo、bi2o3以及cao制得。
7、第二方面，本专利技术还提供一种ntc热敏陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
8、(1)将mn3o4、nio、cuo、mgo、bi2o3、cao六种氧化物按以下摩尔组分比进行称量：cuxni0.60mn2.40-x-y-z-wmgybizcawo4，其中，0<x≤0.9，0<y≤0.35，0<z≤0.15，0<w≤0.3；
9、(2)将步骤(1)中称量好的物料、锆球、去离子水放入球磨罐中进行球磨，然后将球磨后的浆料于烘箱中烘干，烘干后的物料过筛网；
10、(3)将步骤(2)中得到的粉体进行造粒；
11、(4)将步骤(3)中的粉料干压成型，经过排胶和高温烧结，得到陶瓷体；
12、(5)将步骤(4)得到的陶瓷体进行抛光、两面涂覆银浆作为电极，即得到ntc热敏陶瓷材料。
13、优选地，所述步骤(2)中球磨的转速为300-500转/分钟，球磨时间为3-6小时。
14、优选地，所述步骤(2)中物料、锆球、去离子水的质量比为1：(3-5)：1.5。
15、优选地，所述步骤(2)中将球磨后的浆料倒出置于80-95℃经18-25小时烘干。
16、优选地，所述步骤(2)中将烘干后的物料过100-120目筛网。
17、优选地，所述步骤(4)中烧结温度为1000-1200℃，烧结时间为2-3小时。
18、优选地，所述步骤(5)中烧银条件为：室温经25-30分钟升至100-120℃后，保温10-12分钟，再经55-60分钟升至320-350℃保温8-10分钟，然后经55-60分钟升至650-660℃，保温30-35分钟。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术采用锰镍铜与mgo、bi2o3、cao复合材料体系，通过改变x、y、z、w的数值，可在获得极低电阻率的同时调控材料b值，保证陶瓷体良好的抗折强度，并且在150℃长时间老化情况下，ρ和b值的变化率均可小于1.3％；与现有的ntc热敏陶瓷材料相比，本专利技术提供的材料体系具有极低ρ良好抗折强度以及ρ值与b值稳定性能大大提高的特点，采用该材料制备的热敏元器件具有高稳定、高可靠、长寿命等优点，对高性能热敏元器件的工业化生产具有重要实用价值。
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1.一种具有低阻值和高抗折强度的NTC热敏陶瓷材料，其特征在于，所述NTC热敏陶瓷材料的元素组成为CuxNi0.60Mn2.40-x-y-z-wMgyBizCawO4，其中，0<x≤0.9，0<y≤0.35，0<z≤0.15，0<w≤0.3。
2.如权利要求1所述的NTC热敏陶瓷材料，其特征在于，0.3≤x≤0.8，0.10≤y≤0.35，0.03≤z≤0.15，0.03≤w≤0.30。
3.如权利要求1所述的NTC热敏陶瓷材料，其特征在于，所述NTC热敏陶瓷材料为Cu-Ni-Mn三元体系中添加MgO、Bi2O3以及CaO制得。
4.如权利要求1-3任一项所述的NTC热敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的NTC热敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨的转速为300-500转/分钟，球磨时间为3-6小时。
6.如权利要求4所述的NTC热敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中物料、锆球、去离子水的质量比为1：(3-5)：1.5。
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1.一种具有低阻值和高抗折强度的ntc热敏陶瓷材料，其特征在于，所述ntc热敏陶瓷材料的元素组成为cuxni0.60mn2.40-x-y-z-wmgybizcawo4，其中，0<x≤0.9，0<y≤0.35，0<z≤0.15，0<w≤0.3。
2.如权利要求1所述的ntc热敏陶瓷材料，其特征在于，0.3≤x≤0.8，0.10≤y≤0.35，0.03≤z≤0.15，0.03≤w≤0.30。
3.如权利要求1所述的ntc热敏陶瓷材料，其特征在于，所述ntc热敏陶瓷材料为cu-ni-mn三元体系中添加mgo、bi2o3以及cao制得。
4.如权利要求1-3任一项所述的ntc热敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的ntc热敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨的转速为300-500转/分钟，球磨时间为3-6小时。
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦强，李建明，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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