專利名稱：：一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于陶瓷材料及器件制造
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻及其制備方法。二、
背景技術(shù)：
鈥酸鋇基正溫度系數(shù)電阻(PositiveTemperaturecoefficientResistance,簡稱PTCR)陶乾材料是一種鐵電半導(dǎo)體材料。由于PTCR陶瓷具有溫敏、直控、節(jié)能和安全等特點，以及其特有的熱敏、限流、延時等自動"開關(guān)"功能，已廣泛應(yīng)用于通訊、航天航空、半導(dǎo)體照明、汽車工業(yè)、家用電器等各個領(lǐng)域。隨著對PTCR元件大電流、小型化的迫切要求，低阻鈦酸鋇基陶乾制備技術(shù)已引起注意。中國專利CN1137679A公開了一種具有正溫度系數(shù)的粉末半導(dǎo)體陶瓷材料構(gòu)成的熱敏電阻器的制造方法，陶瓷的主要組成為BaTiO;j,SrTi03和PbTi03,采用雙施主銻(Sb)和鈮(Nb)及受主錳(Mn)摻雜，通過調(diào)控配料和熱處理工藝制度來制得室溫電阻率小于3.0il'cm、耐壓高于150V/mm的熱敏電阻器。至二十世紀末，鈦酸鋇基PTCR陶乾的電阻率p已達到8Q'cm，但由于材料的電阻率低，使電阻溫度特性惡化，耐電壓強度下降，受使用電壓的限制而難于獲得應(yīng)用。中國專利CN1247842A公開了一種用于PTC熱敏電阻的陶瓷材料組成及制備方法，熱敏電阻的室溫電阻率為5i^cm,靜態(tài)可承受電壓為60V/mm，這一專利所涉及的陶瓷主組分為30~97摩爾％BaTi03、1~50摩爾％PbTi03、1~30摩爾％SrTK)3和l~25摩爾％CaTi03，以及摻雜元素Sm(0.1~0.3摩爾％)、Mn(0.01~0.03摩爾％)和Si(0~2.0摩爾％)，同時，在熱處理過程中需采用特殊的氣氛制度、較高的溫度(1400TC)和較長反應(yīng)時間。到目前為止，降低鈥酸鋇基陶瓷熱敏電阻的室溫電阻率和提高其耐壓性能仍是本
技術(shù)領(lǐng)域：
的一個難題。同時，熱敏電阻的傳統(tǒng)制備工藝流程長，燒結(jié)溫度高，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，其關(guān)鍵技術(shù)在于如何采用較簡單的制造工藝和技術(shù)實現(xiàn)陶資材料組成、結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控。三、
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明釆用較簡單的制備工藝，提供一種低電阻率、高耐壓的鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻材料及其制備方法。技術(shù)方案本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種低阻、高耐壓鈥酸鋇基陶瓷熱敏電阻，含有BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑所述BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系為主成分，每100摩爾所述BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系主成分的組成為60~90摩爾BaTi03，5~18摩爾SrTi03，1一15摩爾CaTi03,余量為PbTi03;所述晶界調(diào)節(jié)相為Ba2TiSi2Os、納米SK)2和Li20，三者的摩爾數(shù)分別為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.1~1%、1，5~2.5%和0.09~0.12%;所述添加劑為以含鑷化合物中Mn元素和含銅化合物中Cu元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.05~0.08%的Mn+Cu;以及以含釔化合物中Y元素和含鈮化合物中Nb元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.2一.5%的Y+Nb。制備上迷4氐阻、高耐壓鈥酸鋇基陶資熱敏電阻的方法，步驟為a.四元系配料取BaTi03、SrTi03、CaC03和PbO組成四元系基本原料，使每IOO摩爾所述四元系基本原料的組成為60~卯摩爾BaTi03、5~18摩爾SrTi03、1~15摩爾CaC03，余量為PbO;再取TiO2加入所迷四元系基本原料中，得四元系配料，所加入Ti02的摩爾數(shù)為所述四元系基本原料中CaC03和PbO摩爾數(shù)之和；b.馬弗爐高溫反應(yīng)以Si02、BaCO;j和1102粉體按摩爾數(shù)比為Si02:BaC03:TiO產(chǎn)2:2:l混合，Si02、BaCO;j和Ti02的摩爾數(shù)分別占步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.2~2%、0.2~2%和0.1~1%，在馬弗爐中進行高溫反應(yīng)，反應(yīng)在1150X:下進行10小時，生成Ba2TiSi208,然后球磨10小時至3nm以下粉體；c.固相粉料的制備將步驟a得到的四元系配料、步驟b得到的Ba2TiSi208粉體混合，再加入納米Si02和Li2C03，所述納米Si02和Li2C03的加入量分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的1.5~2.5%和0.09~0.12°/。，得到固相粉料；d.可溶性金屬鹽水溶液的制備取含錳可溶性金屬鹽、含銅可溶性金屬鹽、含釔可溶性金屬鹽和含鈮可溶性金屬鹽混合，并溶解于水，各組分的加入量滿足以下條件含錳可溶性金屬鹽中的Mn與含銅可溶性金屬鹽中的Cu的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.05~0.08%，含釔可溶性金屬鹽中的Y和與含鈮可溶性金屬鹽中的Nb的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.2~0.5%;e.非均相沉淀反應(yīng)以步驟c得到的固相粉料為固相、以步驟d得到的混合可溶性金屬鹽水溶液為液相，在球磨機或攪拌機中，采用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值在8.5~12之間，進行非均相沉淀反應(yīng)，反應(yīng)1024小時后，經(jīng)過濾制得粒徑在2mm以下的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體；f.后加工步驟在上述制得的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體中加入質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液進行噴霧造粒，所述聚乙烯醇水溶液的加入量為粉體總重量12°/。，造粒后使粉料粒度分布在50~180Mm范圍、含水量為0.18~0.28%，流動角為25~35°;然后將造粒后的粉料裝填入模后，制成坯件成型；再對坯件進行燒結(jié)，得到含有BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑的復(fù)合材料，最后進行磨片加工和上電極，制得陶資熱敏電阻。其中，制備步驟d中，所述含錳可溶性金屬鹽、含銅可溶性金屬鹽、含釔可溶性金屬鹽和含鈮可溶性金屬鹽分別為硝酸錳、硝酸銅、硝酸釔和氯化鈮。其中，制備步驟f中，所述燒結(jié)步驟在隧道窯中進行，步驟為①由室溫以每小時200-250X:升溫至9501C，保溫40~60分鐘；②以每小時7001C從9501C升溫至1310保溫40~60分鐘；③以每小時100~120"C從1310X:慢速降溫至1120X:，然后自然冷卻至2001C以下出爐。有益效果本發(fā)明提供了一種低電阻率、高耐壓的鈥酸鋇基陶瓷熱敏電阻及其制備方法。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明公開的鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻產(chǎn)品在主晶相中摻入較高含量的Ca，可達到阻止晶粒成長的目的，使產(chǎn)物獲得致密組織結(jié)構(gòu)，提高最終電阻產(chǎn)品的耐高電壓性能，改善電阻產(chǎn)品阻溫(R-T)曲線底部的平滑性；同時適量加入Ba2TiSi208、納米Si02和Li20,作為反應(yīng)體系中的晶界調(diào)節(jié)相，可降低電阻產(chǎn)品的電阻率；四元系四種成分組合協(xié)同后才能產(chǎn)生好的技術(shù)效果；摻入的施主元素(Y和Nb)、受主元素(Mn和Cu)也同樣存在組合協(xié)同的問題一是施主元素間的協(xié)同、受主元素間的協(xié)同，二是施受主元素之間的組合協(xié)同。本發(fā)明公開的鈥酸鋇基陶瓷熱敏電阻產(chǎn)品的制備方法，在881103-810103-CaTiOs-PbTi03四元系和晶界調(diào)節(jié)相(Ba2TiSi208、Si02和Li20)的基礎(chǔ)上，通過非均相沉淀摻入雙施主元素釔(Y)和鈮(Nb)、雙受主元素錳(Mn)和銅(Cu),所采用的非均相沉淀方法，4吏施受主元素均勻分布，形成具有高反應(yīng)活性的復(fù)合粉體；采用非均相沉淀也可使傳統(tǒng)混料和磨碎工藝合一，縮短了工藝流程，同時可提高原料利用率和減少污染。另外，在燒成工序，采用慢速降溫，充分氧化晶界獲得較厚的晶界勢壘。四圖1為熱敏電阻阻一溫曲線圖。其中，PTCOl、PTC02、PTC03分別為實施例1至3中制得的低阻、高耐壓陶瓷熱敏電阻的阻一溫曲線。PTC04、PTC05為現(xiàn)有技術(shù)實例1、現(xiàn)有技術(shù)實例2獲得的陶瓷熱敏電阻的阻一溫曲線。五具體實施方式以下的描述是對本發(fā)明的具體說明，不應(yīng)看作是對本發(fā)明的限定。實施例l一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻，含有BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑所述BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系為主成分，每100摩爾該四元系主成分中含有60摩爾BaTi03，18摩爾SrTi03，15摩爾CaTi03和7摩爾PbTi03;所述晶界調(diào)節(jié)相為Ba2TiSi208、納米Si02和Li20，三者的摩爾數(shù)分別為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.5%、1.5%和0.09%;所述添加劑為以含錳化合物中Mn元素和含銅化合物中Cu元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.07%的Mn+Cu;以及以含釔化合物中Y元素和含鈮化合物中Nb元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.25%的Y+Nb。制備上述低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻的步驟為步驟a,四元系配料取BaTi03、SrTi03、CaCOs和PbO組成四元系基本原料，使每100摩爾所述四元系基本原料的組成為60摩爾BaTi03、18摩爾SrTi03、15摩爾CaC03，7摩爾PbO;再取1102加入所述四元系基本原料中，得四元系配料，所加入Ti02的摩爾數(shù)為所述四元系基本原料中CaC03和PbO摩爾數(shù)之和；步驟b，馬弗爐高溫反應(yīng)混合Si02、BaC03和Ti02粉體，Si02、BaC03和Ti02的摩爾數(shù)分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的1%、1%和0.5%,在馬弗爐中進行高溫反應(yīng)，反應(yīng)在1150x:下進行10小時，生成Ba2TiSi208,然后球磨10小時至3jum以下粉體；步驟c，固相粉料的制備將步驟a得到的四元系配料、步驟b得到的Ba2TiSi20s粉體混合，再加入納米SK)2和Li2C03,所述納米Si02和Li2C03的加入量分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的1.5%和0.09%,得到固相粉料步驟d，可溶性金屬鹽水溶液的制備取硝酸錳、硝酸銅、硝酸釔和氯化鈮混合，并溶解于水，各組分的加入量滿足以下條件硝酸錳中的Mn與硝酸銅中的Cu的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.07%,硝酸釔中的Y和氯化鈮中的Nb的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.25%;步驟e，非均相沉淀反應(yīng)以步驟c得到的固相粉料為固相、以步驟d得到的混合可溶性金屬鹽水溶液為液相，在球磨機或攪拌機中，采用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值在8.5~12之間，進行非均相沉淀反應(yīng)，反應(yīng)1024小時后，經(jīng)過濾制得粒徑在2pm以下的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體；步驟f，后加工步驟在上述制得的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體中加入質(zhì)量百分比濃度為5。/。的聚乙烯醇水溶液進行噴霧造粒，所述聚乙烯醇水溶液的加入量為粉體總重量12%，造粒后使粉料粒度分布在50-180jam范圍、含水量為0.18~0.28%，流動角為25~35°;然后將造粒后的粉料裝填入模后，制成坯件成型；再對坯件進行燒結(jié)、磨片加工和上電極，制得陶資熱敏電阻。其中，燒結(jié)步驟在隧道窯中進行，步驟為①由室溫以每小時200-250r升溫至950X:,保溫40~60分鐘；②以每小時700X:從950n升溫至1310匸，保溫40~60分鐘；③以每小時100-1201C從1310匸慢速降溫至1120TC，然后自然冷卻至2001C以下出爐。實施例2一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻，含有BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑所述BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系為主成分，每100摩爾該四元系主成分中含有75摩爾BaTi03，11摩爾SrTi03，8摩爾CaTK)3和6摩爾PbTK)3;所述晶界調(diào)節(jié)相為Ba2TiSi208、納米Si(h和Li20,三者的摩爾數(shù)分別為上迷四元系主成分總摩爾數(shù)的0.1%、2%和0.1%;所述添加劑為以含錳化合物中Mn元素和含銅化合物中Cu元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.080/0的Mn+Cu;以及以含釔化合物中Y元素和含鈮化合物中Nb元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.5%的Y+Nb。制備上述低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶乾熱敏電阻的步驟為步驟a，四元系配料取BaTi03、SrTi03、CaCOs和PbO組成四元系基本原料，使每100摩爾所述四元系基本原料的組成為75摩爾BaTi03、11摩爾SrTi03、8摩爾CaC03，6摩爾PbO;再取Ti02加入所述四無系基本原料中，得四元系配料，所加入Ti02的摩爾數(shù)為所述四元系基本原料中CaC03和PbO摩爾數(shù)之和；步驟b，馬弗爐高溫反應(yīng)混合Si02、BaC03和TiCh粉體，Si02、BaC03和TK)2的摩爾數(shù)分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.2%、0.2%和0.1%,在馬弗爐中進行高溫反應(yīng)，反應(yīng)在1150"C下進行10小時，生成Ba2TiSi208，然后球磨10小時至3nm以下粉體；步驟c，固相粉料的制備將步驟a得到的四元系配料、步驟b得到的Ba2TiSi208粉體混合，再加入納米Si(^和Li2C03，所述納米Si02和Li2C03的加入量分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的2%和0.1%,得到固相粉料；步驟d，可溶性金屬鹽水溶液的制備取硝酸錳、硝酸銅、硝酸釔和氯化鈮混合，并溶解于水，各組分的加入量滿足以下條件硝酸錳中的Mn與硝酸銅中的Cu的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.08%,硝酸釔中的Y和氯化鈮中的Nb的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.5%;步驟e，非均相沉淀反應(yīng)以步驟c得到的固相粉料為固相、以步驟d得到的混合可溶性金屬鹽水溶液為液相，在球磨機或攪拌機中，采用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值在8.5~12之間，進行非均相沉淀反應(yīng)，反應(yīng)10~24小時后，經(jīng)過濾制得粒徑在2nm以下的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體；步驟f,后加工步驟在上述制得的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體中加入質(zhì)量百分比濃度為5。/。的聚乙烯醇水溶液進行噴霧造粒，所述聚乙烯醇水溶液的加入量為粉體總重量12%,造粒后使粉料粒度分布在50~180jam范圍、含水量為0.18M).28%，流動角為25~35°;然后將造粒后的粉料裝填入模后，制成坯件成型；再對坯件進行燒結(jié)、磨片加工和上電極，制得陶瓷熱敏電阻。其中，燒結(jié)步驟在隧道窯中進行，步驟為①由室溫以每小時200-250X:升溫至950C保溫40~60分鐘；②以每小時700X:從950X:升溫至1310保溫40~60分鐘；③以每小時i00120r;從i310x:慢速降溫至1120x:，然后自然冷卻至200x:以下出爐。實施例3一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻，含有BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTiO;j四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑所述BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系為主成分，每100摩爾該四元系主成分中含有90摩爾BaTi03，5摩爾SrTi03，1摩爾CaTK)3和4摩爾PbTi03;所述晶界調(diào)節(jié)相為Ba2TiSi2Os、納米SK)2和Li20,三者的摩爾數(shù)分別為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的1%、2.50/0和0.12%;所迷添加劑為以含錳化合物中Mn元素和含銅化合物中Cu元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.05%的Mn+Cu;以及以含釔化合物中Y元素和含鈮化合物中Nb元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.4%的Y+Nb。制備上述低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶乾熱敏電阻的步驟為步驟a，四元系配料取BaTi03、SrTi03、CaC03和PbO組成四元系基本原料，使每100摩爾所述四元系基本原料的組成為90摩爾BaTK)3、5摩爾SrTi03、1摩爾CaC03，4摩爾PbO;再取Ti02加入所述四元系基本原料中，得四元系配料，所加入TK)2的摩爾數(shù)為所述四元系基本原料中CaC03和PbO摩爾數(shù)之和；步驟b，馬弗爐高溫反應(yīng)混合Si02、BaCOj和Ti02粉體，Si02、BaC03和Ti02的摩爾數(shù)分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的2%、2%和1%，在馬弗爐中進行高溫反應(yīng)，反應(yīng)在1150匸下進行10小時，生成Ba2TiSi208，然后球磨10小時至3pm以下粉體步驟c,固相粉料的制備將步驟a得到的四元系配料、步驟b得到的Ba2TiSi208粉體混合，再加入納米Si02和Li2C03,所述納米Si02和Li2C03的加入量分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的2.5%和0.12%,得到固相粉料；步驟d，可溶性金屬鹽水溶液的制備取硝酸錳、硝酸銅、硝酸釔和氯化鈮混合，并溶解于水，各組分的加入量滿足以下條件硝酸錳中的Mn與硝酸銅中的Cu的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.05%,硝酸釔中的Y和氯化鈮中的Nb的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.4%;步驟e，非均相沉淀反應(yīng)以步驟c得到的固相粉料為固相、以步驟d得到的混合可溶性金屬鹽水溶液為液相，在球磨機或攪拌機中，采用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值在8.5~12之間，進行非均相沉淀反應(yīng)，反應(yīng)1024小時后，經(jīng)過濾制得粒徑在2nm以下的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體；步驟f,后加工步驟在上述制得的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體中加入質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液進行噴霧造粒，所述聚乙烯醇水溶液的加入量為粉體總重量12%，造粒后使粉料粒度分布在50-180Mm范圍、含水量為0.18~0.28%，流動角為25~35°;然后將造粒后的粉料裝填入模后，制成坯件成型；再對坯件進行燒結(jié)、磨片加工和上電極，制得陶瓷熱敏電阻。其中，燒結(jié)步驟在隧道窯中進行，步驟為①由室溫以每小時200~250TC升溫至950C，保溫40~60分鐘；②以每小時700"C從9S0X:升溫至1310C保溫40~60分鐘；③以每小時i00120x:從i310t;慢速降溫至1120x:,然后自然冷卻至200x:以下出爐。實施例4本實施例為對比試驗實施例。下表為實施例1至實施例3所制得的鈦酸鋇基陶資熱敏電阻組成<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>下表為實施例1至實施例3所制得的鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻電性能M:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>為進行對比試驗，另外提供兩個現(xiàn)有技術(shù)實例，將其電性能參數(shù)與本發(fā)明的熱敏電阻的電性能參數(shù)相比較，以顯示本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)越之處。兩種作為現(xiàn)有技術(shù)實例的鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻的組成如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>這兩種現(xiàn)有的鈦酸鋇基陶覺熱敏電阻的電性能參數(shù)如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>以上表中各熱敏電阻的電性能參數(shù)的數(shù)據(jù)對比可知本發(fā)明涉及的實施例樣品具有低室溫電阻率、高耐壓值和高指標比值，而對比樣品的室溫電阻率、耐壓值和指標比則明顯低于上述實施例產(chǎn)品的性能指標。同時，附圖1為熱敏電阻阻一溫曲線圖。其中，PTCOl、PTC02、PTC03分別為實施例1至3中制得的低阻、高耐壓陶資熱敏電阻的阻一溫曲線。PTC04、PTC05為現(xiàn)有技術(shù)實例1、現(xiàn)有技術(shù)實例2獲得的陶乾熱敏電阻的阻一溫曲線。從該圖可以看出本發(fā)明涉及的實施例樣品具有低阻、高溫阻效應(yīng)，而對比樣品的室溫電阻率較高、溫阻效應(yīng)明顯下降，且在溫室至居里點溫度存在負溫度系數(shù)特性。權(quán)利要求1.一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻，其特征在于含有BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3-PbTiO3四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑所述BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3-PbTiO3四元系為主成分，每100摩爾BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3-PbTiO3四元系主成分的組成為60～90摩爾BaTiO3，5～18摩爾SrTiO3，1～15摩爾CaTiO3，余量為PbTiO3；所述晶界調(diào)節(jié)相為Ba2TiSi2O8、納米SiO2和Li2O，三者的摩爾數(shù)分別為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.1～1％、1.5～2.5％和0.09～0.12％；所述添加劑為以含錳化合物中Mn元素和含銅化合物中Cu元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.05～0.08％的Mn+Cu；以及以含釔化合物中Y元素和含鈮化合物中Nb元素計，物質(zhì)的量之和為上述四元系主成分總摩爾數(shù)的0.2～0.5％的Y+Nb。2.—種制備權(quán)利要求1所述低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻的方法，其特征在于步驟為a.四元系配料取BaTi03、SrTi03、CaC03和PbO組成四元系基本原料，使每100摩爾所述四元系基本原料的組成為60-90摩爾BaTK)3、5-18摩爾SrTi03、1-15摩爾CaC03,余量為PbO;再取1102加入所述四元系基本原料中，得四元系配料，所加入TK)2的摩爾數(shù)為所述四元系基本原料中CaC03和PbO摩爾數(shù)之和；b.馬弗爐高溫反應(yīng)以Si02、BaC03和Ti02粉體按摩爾數(shù)比為Si02:BaC03:Ti02=2:2:l混合，Si02、BaC03和Ti02的摩爾數(shù)分別占步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.2~2%、0.2~2。/。和0.1~1%,在馬弗爐中進行高溫反應(yīng)，反應(yīng)在1150IC下進行10小時，生成Ba2TiSi208，然后球磨10小時至3pm以下粉體；c.固相粉料的制備將步驟a得到的四元系配料、步驟b得到的Ba2TiSi208粉體混合，再加入納米Si02和Li2C03，所述納米Si02和Li2C03的加入量分別為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的1.5~2.5%和0.09~0.12°/o，得到固相粉料；d.可溶性金屬鹽水溶液的制備取含錳可溶性金屬鹽、含銅可溶性金屬鹽、含釔可溶性金屬鹽和含鈮可溶性金屬鹽混合，并溶解于水，各組分的加入量滿足以下條件含錳可溶性金屬鹽中的Mn與含銅可溶性金屬鹽中的Cu的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.05~0.08%，含釔可溶性金屬鹽中的Y和與含鈮可溶性金屬鹽中的Nb的摩爾數(shù)之和為步驟a中所述四元系基本原料總摩爾數(shù)的0.2~0.5%;e.非均相沉淀反應(yīng)以步驟c得到的固相粉料為固相、以步驟d得到的混合可溶性金屬鹽水溶液為液相，在球磨機或攪拌機中，采用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值在8.5~12之間，進行非均相沉淀反應(yīng)，反應(yīng)10~24小時后，經(jīng)過濾制得粒徑在2pm以下的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體；f.后加工步驟在上述制得的高反應(yīng)活性復(fù)合粉體中加入質(zhì)量百分比濃度為5。/。的聚乙烯醇水溶液進行噴霧造粒，所述聚乙烯醇水溶液的加入量為粉體總重量12%,造粒后使粉料粒度分布在50~180jim范圍、含水量為0.18~0.28°/。，流動角為25~35°;然后將造粒后的粉料裝填入模后，制成坯件成型；再對坯件進行燒結(jié)，得到含有BaTi03-SrTi03-CaTi03-PbTi03四元系、晶界調(diào)節(jié)相和添加劑的復(fù)合材料，最后進行磨片加工和上電極，制得陶資熱敏電阻。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備低阻、高耐壓鈥酸鋇基陶瓷熱敏電阻的方法，其特征在于步驟d中，所述含錳可溶性金屬鹽、含銅可溶性金屬鹽、含釔可溶性金屬鹽和含鈮可溶性金屬鹽分別為硝酸錳、賄酸銅、辨酸釔和氯化鈮。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備低阻、高耐壓鈥酸鋇基陶瓷熱敏電阻的方法，其特征在于步驟f中，所述燒結(jié)步驟在隧道窯中進行，步驟為①由室溫以每小時200~250TC升溫至950C保溫40~60分鐘；②以每小時700T從950X:升溫至1310X:，保溫40~60分鐘；③以每小時100120x:從i310x:慢速降溫至11201C，然后自然冷卻至200r以下出爐。全文摘要一種低阻、高耐壓鈦酸鋇基陶瓷熱敏電阻及其制備方法。它是在BaTiO₃-SrTiO₃-CaTiO₃-PbTiO₃四元系和晶界調(diào)節(jié)相(Ba₂TiSi₂O₈、SiO₂和Li₂O)的基礎(chǔ)上，通過非均相沉淀摻入雙施主元素釔(Y)和鈮(Nb)、雙受主元素錳(Mn)和銅(Cu)，形成高反應(yīng)活性復(fù)合微粉，復(fù)合微粉經(jīng)過燒結(jié)而成陶瓷；晶界調(diào)節(jié)相中的Ba₂TiSi₂O₈由SiO₂、BaCO₃、和TiO₂按一定比例預(yù)燒形成；上述非均相沉淀是在球磨機、或攪拌磨機中于pH值在8.5～12之間進行的。其優(yōu)點是施受主元素分布均勻、陶瓷燒結(jié)溫度低、電阻率低、耐壓高，工藝流程短、適合規(guī)模化生產(chǎn)。文檔編號C04B35/468GK101402524SQ200810235068公開日2009年4月8日申請日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日發(fā)明者徐衛(wèi)宏,汪勁松,沈湘黔,范文龍申請人:常熟通富電子有限公司