及其制備方法
【專利說明】 一種高居里點正溫度系數電阻材料Ba3Ti2V4O17及其制備方
法
技術領域
[0001]本發明涉及一種無鉛正溫度系數電阻材料及其制備方法，屬于屬于熱敏材料領域。
【背景技術】
[0002]PTC陶瓷(正溫度系數熱敏陶瓷)具有電阻率隨溫度升高而增大的特點。是近年來發展迅速的電子材料之一。正溫度系數熱敏電阻可分為開關型和補償型兩大類，其特性和應用也不同。開關型正溫度系數熱敏材料主要應用于電機、變壓器、軸承、大功率硅的整流元件的保護等，其作為熱耗元件也應用于限流、穩流、穩壓以及流速測量等方面。補償型正溫度系數熱敏材料可作為半導體三極管的溫度補償。
[0003]鈦酸鋇基正溫度系數熱敏材料是一種鐵電半導體材料，是近年來發展迅速的電子材料之一。但鈦酸鋇的居里溫度只有120°C，目前市場上居里點超過120°C的PTC熱敏材料都是含鉛的。國內外提高鈦酸鋇正溫度系數轉變溫度主要是通過添加鉛元素來實現。雖然此種方法技術已較成熟且已經獲得較好的效果，但鉛具有很強的毒性。含鉛產品從制備到使用乃至到最后回收循環使用都存在很強的危害。國際上已在2006年開始全面禁止使用有鉛壓電元器件。近年來，隨著環境保護和人類可持續發展的需求，研究新型無鉛PTC電阻材料已迫在眉睫。如今無鉛正溫度系數熱敏材料主要是高分子材料，但由于高分子材料的高溫軟化，大大限制了其使用范圍。故尋找無鉛高居里溫度正溫度系數熱敏材料具有很重要的意義。有很多中國專利報道了環保型正溫度系數熱敏材料，如(BaxSrfaz)TiA,其中，x:0.6 ?0.9，Jr:O ?0.3，z:0.02 ?0.2，":0.98 ?1.02 ;: (Bi 1/2K1/2 a/2Naa/2) Ce1 J)b03,其中a= O?1，b= 0.0005?0.005等，但居里溫度都不高(低于160°C)。唐新桂等報道了BaT13-Bia5Naa5T13-Bia5Ka5T13系正溫度系數熱敏材料，其綜合使用了溶膠-凝膠法，固相反應法，放電等離子燒結方法，通過摻雜一種或多種金屬氧化物來制備，但是最高的居里溫度也不超過250 °C。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種無鉛高居里點正溫度系數電阻材料及其制備方法。
[0005]本發明涉及的無鉛高居里點正溫度系數電阻材料的的化學組成式為:
Ba3Ti2V4O17O
[0006]上述無鉛高居里點正溫度系數電阻材料的制備方法具體步驟為:
(I)將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaCO3J1jP V 205的原始粉末按Ba Ji2V4On組成稱量配料。
[0007](2)將步驟⑴配好的料經過一次球磨4小時，900°C預燒2小時，二次球磨3小時，造粒，壓片，排膠，950~1000°C煅燒3小時，上Ag電極，即制得高居里點正溫度系數電阻材料 Ba3Ti2V4O170
[0008]本發明制備的尚居里點正溫度系數電阻材料Ba3Ti2V4O17具有以下優點:具有尚的居里溫度，燒結溫度低，原料成本低；成分無鉛，不會對環境造成污染和對人體造成危害。
【具體實施方式】
[0009]實施例1:
將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaC03、1102和V 205的原始粉末按Ba 3打入017組成稱量配料；然后將配好的料用行星磨球磨4小時，900°C預燒2小時，二次球磨3小時，造粒，壓片，排膠，950°C煅燒3小時，上Ag電極，制備出樣品；對所制得的樣品進行性能測試，其居里溫度Tp 472°C，電阻率為9.1 Ω.m，溫度系數為14.1 %/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.65 X 14。
[0010]實施例2:
將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaC03、1102和V 205的原始粉末按Ba 3打入017組成稱量配料；然后將配好的料用行星磨球磨4小時，900°C預燒2小時，二次球磨3小時，造粒，壓片，排膠，975°C煅燒3小時，上Ag電極，制備出樣品；對所制得的樣品進行性能測試，其居里溫度Tp 472°C，電阻率為11.3 Ω.πι，溫度系數為15.7%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.49 X 14。
[0011]實施例3:
將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaC03、1102和V 205的原始粉末按Ba 3打入017組成稱量配料；然后將配好的料用行星磨球磨4小時，900°C預燒2小時，二次球磨3小時，造粒，壓片，排膠，100tC煅燒3小時，上電極，制備出樣品；對所制得的樣品進行性能測試，其居里溫度Tp 472°C，電阻率為10.2 Ω -m,溫度系數為13.7%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.52X10'
【主權項】
1.一種高居里點正溫度系數電阻材料及其制備方法，其特征在于所述正溫度系數電阻材料的化學組成式為=Ba3Ti2V4O17; 所述正溫度系數電阻材料的制備方法具體步驟為: (1)將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaCO3J1jP V 205的原始粉末按Ba Ji2V4On組成稱量配料； (2)將步驟⑴配好的料經過一次球磨4小時，900°C預燒2小時，二次球磨3小時，造粒，壓片，排膠，950~1000°C煅燒3小時，上Ag電極，即制得高居里點正溫度系數電阻材料Ba3Ti2V4O17O
【專利摘要】本發明公開了一種無鉛高居里點正溫度系數電阻材料及其制備方法。所述高居里點正溫度系數電阻材料的化學組成式為：Ba3Ti2V4O17。將純度為99.9%（重量百分比）以上的BaCO3、TiO2和V2O5的原始粉末按Ba3Ti2V4O17組成稱量配料，經過球磨、煅燒、二次球磨、造粒、成型、排膠、高溫燒結、上Ag電極等工序，制備出居里點高達472℃的無鉛正溫度系數電阻材料。本發明所制得的電阻材料不含鉛，避免了鉛對人們身體健康的危害及對環境的污染。本發明燒結溫度低，原料成本低，達到了實用化水平，適合于工業化大規模生產。
【IPC分類】C04B35/622, C04B35/495
【公開號】CN105198420
【申請號】CN201510636411
【發明人】李純純, 方亮, 王丹
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月30日