本發(fā)明涉及導(dǎo)電聚合物組合物、導(dǎo)電聚合物片材、電氣器件以及它們的制備方法，尤其涉及可用于制備具有空氣穩(wěn)定性、超低電阻、聚合物正溫度系數(shù)(Polymer Positive Temperature Coefficient，PPTC)特征的器件的導(dǎo)電聚合物組合物，以及由其形成的導(dǎo)電聚合物片材和電氣器件。

背景技術(shù)：

PPTC是具有正溫度系數(shù)特征的過流保護器件，其作用為串聯(lián)在電路中，當電路電流正常時，PPTC處于低阻狀態(tài)，當電路發(fā)生短路或者過載時，PPTC躍遷至高阻狀態(tài)，從而對電路進行快速，準確的限制和保護，當故障排除后，PPTC自動恢復(fù)至低阻狀態(tài)。

現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對PPTC元器件的要求也越來越高，小型化、低電阻化、性能穩(wěn)定化是PPTC元器件發(fā)展的趨勢。對于低電阻PPTC元器件，目前使用的PPTC材料主要有兩大類。第一類為金屬基(如鎳粉，銅粉等)PPTC材料，金屬基PPTC元器件具有低電阻，易加工等優(yōu)點，但金屬基PPTC材料在生產(chǎn)加工以及后續(xù)使用過程中易發(fā)生氧化，導(dǎo)致PPTC元器件電阻升高造成PPTC元器件失效(保持電流降低)。第二類為碳化物基(如碳化鈦，碳化鎢等)PPTC材料，金屬碳化物基PPTC元器件具有低電阻，在空氣中穩(wěn)定(在空氣中不易氧化)的優(yōu)點，但碳化物基PPTC材料加工性能差，生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定且超低電阻(電阻率低于200uΩ·cm)的PPTC仍具有較大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決碳化物基PPTC材料存在的問題，從而在獲得超低電阻，加工性能優(yōu)異，電性能穩(wěn)定的PPTC器件。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的一個方面提供一種導(dǎo)電聚合物組合物，其包含體積比為65∶35至35∶65的聚合物和導(dǎo)電粉末，其中所述聚合物包括至少一種選自聚烯烴類、至少一種烯烴與至少一種可與其共聚合的非烯烴單體的共聚物和可熱成型含氟聚合物的半結(jié)晶聚合物，所述導(dǎo)電粉末包括過渡金屬碳化物、過渡金屬碳硅化物、過渡金屬碳鋁化物和過渡金屬碳錫化物中的至少一種粉末，并且所述導(dǎo)電粉末的尺寸分布滿足：20＞D₁₀₀/D₅₀＞6，其中D₅₀表示導(dǎo)電粉末中的累計粒度分布百分比達到50％時所對應(yīng)的粒徑，D₁₀₀表示最大粒徑。

本發(fā)明還提供一種導(dǎo)電聚合物片材，其通過本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物熔融擠出成型而獲得。

本發(fā)明還提供一種電氣器件，其包括第一電極、第二電極和夾在第一、第二電極之間的導(dǎo)電聚合物層，所述導(dǎo)電聚合物層由本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物形成。

本發(fā)明的另一個方面提供一種用于獲得空氣穩(wěn)定性超低電阻的正溫度系數(shù)聚合物材料的方法，所述方法包括將體積比為65∶35至35∶65的聚合物和導(dǎo)電粉末共混，所述聚合物包括至少一種選自聚烯烴類、至少一種烯烴與至少一種可與其共聚合的非烯烴單體的共聚物和可熱成型含氟聚合物的半結(jié)晶聚合物，所述導(dǎo)電粉末包括過渡金屬碳化物、過渡金屬碳硅化物、過渡金屬碳鋁化物和過渡金屬碳錫化物中的至少一種粉末，并且所述導(dǎo)電粉末的尺寸分布滿足：20＞D₁₀₀/D₅₀＞6，其中D₅₀表示粒徑分布中占50％所對應(yīng)的粒徑，D₁₀₀表示最大粒徑。

本發(fā)明還涉及一種制備具有正溫度系數(shù)特征的空氣穩(wěn)定性過電流保護器件的方法，所述方法包括將通過上述方法獲得的正溫度系數(shù)聚合物材料擠出成型，并且與第一電極和第二電極層壓。

根據(jù)本發(fā)明，可以解決碳化物PPTC加工性能差，電阻偏高的問題，并且能夠制備無需氧氣阻隔涂層就可在空氣中穩(wěn)定的超低電阻PPTC器件。

附圖說明

參考以下附圖對本發(fā)明的多個實施例進行詳細說明，以便于更全面地理解本發(fā)明，其中：

圖1顯示了三種導(dǎo)電粉末的SEM圖。

圖2為圖1所示的三種導(dǎo)電粉末與聚乙烯復(fù)合材料的流變曲線圖。

圖3顯示了6種碳化鎢粉的電阻率及尺寸分布。

圖4顯示了兩批次碳化鎢粉經(jīng)分選后D₁₀₀/D₅₀與電阻率關(guān)系圖。

圖5顯示了同一廠家兩種不同規(guī)格碳化鎢粉復(fù)配率與電阻率間的關(guān)系。

圖6顯示了尺寸分布相同但總碳(C.T.)含量不同對電阻率的影響。

圖7為制備PPTC器件的一般工藝流程的示意圖。

圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種PPTC器件及其電阻-溫度(RT)曲線圖。

具體實施方式

如上所述，本發(fā)明旨在提供加工性能優(yōu)異的、具有空氣穩(wěn)定性的超低電阻PPTC材料，及其制備方法，以及用其制備的PPTC片材和PPTC器件。

PPTC器件是將PPTC片材(通過導(dǎo)電粉與半結(jié)晶聚合物復(fù)合共混，造粒，擠出加工獲得)在輻照后沖片，焊接組裝而成。為了獲得低電阻PPTC器件，導(dǎo)電粉末的選擇非常關(guān)鍵。

導(dǎo)電炭黑，碳化物粉及金屬粉是PPTC的常用導(dǎo)電粉末，他們的粉末電阻率分別為～1.0×10^-3ohm·cm～1.0×10^-5ohm·cm和～1.0×10^-6ohm·cm?；陔娮杪蕯?shù)據(jù)，碳化物和金屬粉作為導(dǎo)電材料可以獲得低電阻。以金屬粉作為導(dǎo)電粉末可以獲得超低的初始電阻。

以鎳粉Inco255為導(dǎo)電粉末(鎳粉體積比40％)和聚乙烯共混可以獲得超低電阻率的PPTC片材(電阻率低于200μΩ·cm)，其加工性能優(yōu)異。在擠出加工過程中，粉末的尺寸及形貌會發(fā)生較大的改變。鎳粉Inco255在加工前為樹枝狀結(jié)構(gòu)，因鎳粉軟而加工后成為類球形結(jié)構(gòu)。鎳粉在加工、儲存及使用過程中可能會氧化，從而導(dǎo)致PPTC器件電阻升高。雖然采用氧氣阻隔優(yōu) 異的涂料對芯片暴露區(qū)域進行涂覆以隔絕氧氣，可以防止金屬粉體氧化，但涂料涂覆的工藝復(fù)雜，未能完美包覆的器件難以檢測。

過渡金屬碳化物具有極高的熔點，低的摩擦系數(shù)，化學(xué)惰性，抗氧化和良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性，其在電子工業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，并逐漸體現(xiàn)其重要的作用。采用碳化物材料(如碳化鈦，碳化鎢等)與通用聚烯烴(如高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE，乙烯乙烯乙酸酯EVA等)復(fù)合，可以得到在空氣中穩(wěn)定的PPTC。但普通碳化物為多角狀(如碳化鈦)，其硬度高(碳化物的硬度大約為鎳材的10倍)，在干混、擠出及層壓過程中會出現(xiàn)加工困難，表現(xiàn)為螺桿和炮筒磨損嚴重，成品厚度難于控制，且粉末在樹脂基體中局部分散不均勻，導(dǎo)致成品間批次性差異大，性能不穩(wěn)定。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)電粉末的尺寸分布，可以控制導(dǎo)電粉末的電阻率大小，其中出人意料地發(fā)現(xiàn)，在平均尺寸基本相同的情況下，較寬的尺寸分布更有利于獲得較低的電阻。例如，D₁₀₀/D₅₀＞6可獲得超低的電阻率(低于200μΩ·cm)，其中D₁₀₀表示最大粒徑，D₅₀表示導(dǎo)電粉末中的累計粒度分布百分比達到50％時所對應(yīng)的粒徑。D₅₀的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50％，小于它的顆粒也占50％，D₅₀也叫中位徑或中值粒徑。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，導(dǎo)電粉末的表面形貌對碳化物粉末的流動性以及與聚合物復(fù)合時的加工性能也有顯著影響，當選取類球形導(dǎo)電粉末時，與非球形的碳化物相比，可以顯著提高加工性能，而且在同等加工條件下，可以提高導(dǎo)電粉末的填充量，從而降低PPTC片材的電阻。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對于過渡金屬碳化物而言，電阻的大小與碳化物中碳含量有直接的關(guān)系。在顆粒尺寸分布類似的條件下，具有較低碳含量的碳化物電阻率偏低。例如，碳化鎢中碳含量在T.C.＜6.0％時，特別地，T.C.的含量在5.90％左右時可得到低的電阻。而T.C.＞6.0％時，電阻率偏高。

基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電聚合物組合物、導(dǎo)電聚合物片材、電氣器件以及它們的制備方法。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種導(dǎo)電聚合物組合物，包含體積比為65∶35至35∶65的聚合物和導(dǎo)電粉末，其中所述聚合物包括至少一種選自聚烯烴類、至少一種烯烴與至少一種可與其共聚合的非烯烴單體的共聚物和可熱成型含氟聚合物的半結(jié)晶聚合物，所述導(dǎo)電粉末包括過渡金屬碳化物、過渡金屬碳硅化物、過渡金屬碳鋁化物和過渡金屬碳錫化物中的至少一種，并且所述導(dǎo)電粉末的尺寸分布滿足：20＞D₁₀₀/D₅₀＞6。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的組合物的聚合物包括至少一種選自聚烯烴類、至少一種烯烴與至少一種可與其共聚合的非烯烴單體的共聚物和可熱成型含氟聚合物的半結(jié)晶聚合物，其中聚烯烴類包括聚丙烯、聚乙烯(包括高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯)、或乙烯和丙烯的共聚物；所述共聚物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；所述可熱成型含氟聚合物包括聚偏氟乙烯，和乙烯/四氟乙烯共聚物等。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導(dǎo)電粉末包括過渡金屬碳化物、過渡金屬碳硅化物、過渡金屬碳鋁化物和過渡金屬碳錫化物中的至少一種。例如碳化鈦、碳化鎢、碳硅化鈦、碳鋁化鈦、碳錫化鈦等。碳硅化鈦、碳鋁化鈦、碳錫化鈦等具有與碳化鎢類似的性質(zhì)。

上述導(dǎo)電粉末優(yōu)選為類球形形狀。此處，術(shù)語“類球形”包括理想球形以及與其類似的形狀。在本發(fā)明中，術(shù)語“類球形”與“球形”可以互換使用。

可以采用多種方法獲得本發(fā)明的具有類球形形狀的導(dǎo)電粉末，包括但不限于離心旋轉(zhuǎn)法，旋轉(zhuǎn)霧化法，離心旋轉(zhuǎn)冷凝法，感應(yīng)或電阻加熱球化法，等離子體球化法，氣體霧化法等。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，導(dǎo)電粉末的平均顆粒大小可以為0.1至50μm。在一些實施方案中，導(dǎo)電粉末的尺寸滿足：D₅₀＜5μm，D₁₀₀＜50μm。

為了獲得超低的電阻率(低于200μΩ·cm)，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導(dǎo)電粉末優(yōu)選具有較寬的尺寸分布。優(yōu)選地，D₁₀₀/D₅₀＞6。D₁₀₀/D₅₀的上限值可以為20，優(yōu)選10。

當將兩種導(dǎo)電粉末混合，以滿足D₁₀₀/D₅₀＞6時，本發(fā)明也得到類似的結(jié)論。

另外，由于過渡金屬一般具有可變價態(tài)，在其碳化物中，可以存在M_xC相(M表示過渡金屬，x大于1)，這種M_xC相的存在會降低碳化物中的總碳含量。以碳化鎢(WC)為例，純WC的理論總碳含量為6.18％，但WC物相中通常含有W₂C(W₂C是亞穩(wěn)態(tài)相)，WC中含有少量W₂C時總碳含量會降低。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在顆粒尺寸分布類似的條件下，具有較低碳含量的碳化物電阻率偏低。例如，碳化鎢中碳含量在T.C.＜6.0％時(其中T.C.是以質(zhì)量計的100％×C/WC)，特別地，T.C.的含量在5.90％左右時可得到低的電阻。而T.C.＞6.0％時，電阻率偏高。對碳化鈦(TiC)來講，按化學(xué)計量比總碳含量應(yīng)該為20.03％，而當總碳含量在19.0～19.5間時，電阻會更低。所以，總碳含量比按化學(xué)計量比低3％到5％有利于獲得低電阻體系。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選過渡金屬碳化物中的碳含量比化學(xué)計量比的過渡金屬碳化物MC(M為過渡金屬元素)的理論總碳含量低2％至5％，優(yōu)選低3％至5％。

自由碳(F.C.)，含量要盡量低，一般要求F.C.＜0.3％，最好低于0.05％。

本發(fā)明中，為了使導(dǎo)電粉末能夠均勻地分散在聚合物中并且確保一定的低電阻，聚合物與導(dǎo)電粉末的體積比可以為65∶35至35∶65，優(yōu)選60∶40至40∶60，更優(yōu)選55∶45至45∶55，最優(yōu)選聚合物和導(dǎo)電粉末以大致相等的體積比混合。。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導(dǎo)電聚合物組合物可以包含除上述聚合物和導(dǎo)電粉末之外的組分，例如，無機填料或其他聚合物材料，以及加工助劑和潤滑劑等添加劑，前提是不損害本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物的低電阻和加工性能。

本發(fā)明還提供一種導(dǎo)電聚合物片材，其通過本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物熔融擠出成型而獲得。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導(dǎo)電聚合物片材可以用作PPTC片材，用于制備PPTC器件。

具體地，可以通過將根據(jù)本發(fā)明一個實施例的導(dǎo)電聚合物組合物的各 種組分復(fù)合共混，造粒，然后擠出加工，而獲得導(dǎo)電聚合物片材。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導(dǎo)電聚合物片材的電阻率低于200μΩ·cm。

本發(fā)明還提供一種電氣器件，其包括第一電極、第二電極和夾在第一、第二電極之間的導(dǎo)電聚合物層，所述導(dǎo)電聚合物層由本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物形成。

優(yōu)選地，上述導(dǎo)電聚合物層可以由本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物片材形成，并且進一步地，導(dǎo)電聚合物片材的電阻率低于200μΩ·cm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導(dǎo)電聚合物組合物可用于制備電氣器件，例如電路保護器件，加熱器，電阻器，和熱指示器。雖然電路保護器件可具有任何形狀，但是尤其有用的電路保護器件包括兩個層狀的電極，優(yōu)選金屬箔電極，和夾在電極之間的導(dǎo)電聚合物層組成。

通常器件包括引線，該引線被緊固例如焊接或熔接到電極。該引線適合于插入到印刷電路板中或適合于表面安裝在印刷電路板上。電路保護器件尤其適合于例如電池保護的應(yīng)用，其中引線以條帶或帶的形式存在并且電連接到例如電池端子的基板(如圖8A所示)。

當根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電氣器件用作如電路保護器件時，所述電氣器件是具有正溫度系數(shù)特征的過電流保護器件，并且過電流保護器件在非保護狀態(tài)下(此時，器件處于正常工作溫度)的電阻率低于200μΩ·cm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電氣器件尤其適用于點焊及無鉛回流焊接工藝。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于獲得空氣穩(wěn)定性超低電阻的正溫度系數(shù)聚合物材料的方法，所述方法包括將體積比為65∶35至35∶65的聚合物和導(dǎo)電粉末共混，所述聚合物包括至少一種選自聚烯烴類、至少一種烯烴與至少一種可與其共聚合的非烯烴單體的共聚物和可熱成型含氟聚合物的半結(jié)晶聚合物，所述導(dǎo)電粉末包括過渡金屬碳化物、過渡金屬碳硅化物、過渡金屬碳鋁化物和過渡金屬碳錫化物中的至少一種，并且所述導(dǎo)電粉末的尺寸分布滿足：20＞D₁₀₀/D₅₀＞6。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的上述方法中使用的聚合物和導(dǎo)電粉末與在本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物中所述的聚合物和導(dǎo)電粉末相同。

其中，導(dǎo)電粉末優(yōu)選是類球形的。球形導(dǎo)電粉末通過離心旋轉(zhuǎn)法，旋轉(zhuǎn)霧化法，離心旋轉(zhuǎn)冷凝法，感應(yīng)或電阻加熱球化法，等離子體球化法，或氣體霧化法制備。

導(dǎo)電粉末的尺寸分布優(yōu)選滿足：20＞D₁₀₀/D₅₀＞6。這樣的尺寸分布可以氣流篩選方式獲得，例如對于同一種碳化鎢粉，可以采用旋風(fēng)分離器將碳化鎢粉體分成不同尺寸及尺寸分布的產(chǎn)品。此外，也可以通過將兩種碳化鎢粉按照一定的比例復(fù)配，來獲得D₁₀₀/D₅₀＞6的尺寸分布。

另外，對于過渡金屬碳化物而言，可以通過控制其中的碳含量，來獲得更低的電阻率。以碳化鎢(WC)為例，碳原子嵌入鎢金屬晶格間隙，在不破壞原有金屬晶格的前提下形成填隙固溶體，其給予碳化鎢以良好的導(dǎo)電性。純WC的理論總碳含量為6.18％，但WC物相中通常含有W₂C(W₂C是亞穩(wěn)態(tài)相)，WC中含有少量W₂C時總碳含量會降低。而在顆粒尺寸分布類似的條件下，具有較低碳含量的碳化物電阻率偏低。例如，碳化鎢中碳含量在T.C.＜6.0％時可得到低的電阻，而T.C.＞6.0％時，電阻率偏高。對碳化鎢鈦(TiC)來講，按化學(xué)計量比總碳含量應(yīng)該為20.03％，而總碳含量在19.0～19.5間時，電阻會更低。因此，在本發(fā)明中，可以通過控制過渡金屬碳化物中的碳含量，使其比化學(xué)計量比的過渡金屬碳化物MC(M為過渡金屬元素)的理論總碳含量低2％-5％，來獲得更低的電阻率。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例，聚合物和導(dǎo)電粉末的共混可以通過以下方式實現(xiàn)：在高速混合機中物理共混，或者在擠出機(包括雙螺桿擠出機和往復(fù)式單螺桿擠出機)中熔融共混擠出。在熔融共混擠出時，熔融共混溫度根據(jù)所用的聚合物的具體種類而定。

通過上述共混方法，可以獲得導(dǎo)電粉末均勻分布在聚合物中的聚合物材料。

本發(fā)明還涉及一種制備具有正溫度系數(shù)特征的空氣穩(wěn)定性過電流保護器件的方法，所述方法包括將通過上述方法獲得的正溫度系數(shù)聚合物材料擠 出成型，并且與第一電極和第二電極層壓。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備過電流保護器件的方法還可以包括在層壓后進行切片的步驟，以及沖片和切割成型等后裝配步驟。

圖7顯示了制備PPTC器件的一般工藝流程。首先，將作為導(dǎo)電粉末的過渡金屬碳化物分級，例如以氣流篩選方式進行分級，獲得滿足D₁₀₀/D₅₀＞6尺寸分布的球形碳化物粉末。然后，將該碳化物粉末與聚合物粉末混合(干混)，獲得共混粉末。將該共混粉末在雙螺桿或單螺桿作用下熔融共混擠出造粒。將獲得的顆粒材料擠出加工成型，形成片材，并且與電極材料層壓。然后，經(jīng)切片，再經(jīng)沖片和切割成型等后裝配步驟，獲得PPTC器件，例如PPTC芯片。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過使導(dǎo)電粉末具有較寬的尺寸分布，例如20＞D₁₀₀/D₅₀＞6，可以在平均尺寸基本相同的情況下獲得超低的電阻率(低于200μΩ·cm)。另外，通過選取球形導(dǎo)電粉末，克服了普通過渡金屬碳化物難以加工且在聚合物樹脂基體中分散不均勻的問題，可以顯著提高導(dǎo)電粉末的加工性能，并且可以提高導(dǎo)電粉末的填充量，從而降低PPTC片材的電阻。而且，對于過渡金屬碳化物而言，可以通過控制過渡金屬碳化物中的碳含量，使其比化學(xué)計量比的過渡金屬碳化物MC的理論總碳含量低2％-5％，來獲得更低的電阻率。因此，本發(fā)明能夠提供加工性能優(yōu)異的、具有空氣穩(wěn)定性的超低電阻PPTC材料，采用這樣的PPTC材料，可以制備無需氧氣阻隔涂層就可在空氣穩(wěn)定的超低電阻PPTC器件。

具體實施例

以下通過舉例說明的方式示出若干具體實施例。應(yīng)當理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，設(shè)想了其他實施例并可以進行修改。因此，以下的具體實施例不具有限制性意義。

實施例中使用的主要原料總結(jié)在表1中。

表1

實施例1-球形WC的加工性能

選取Inco公司生產(chǎn)的樹枝狀導(dǎo)電鎳粉，株洲三立公司生產(chǎn)的多角狀TiC和成都核八五七新材料有限公司生產(chǎn)的類球形WC粉，三者的掃描電子顯微鏡(SEM)照片如圖1所示。將它們分別以相同的體積比(導(dǎo)電粉體的體積比為45％)，在相同的條件下與Petrothene公司生產(chǎn)的PE(聚乙烯)共混并熔融擠出，測量所獲得的復(fù)合材料的流變曲線。如圖2所示，在同樣體積比條件下，WC體系(45％WC/55％PE)的動態(tài)粘度明顯要低于TiC體系(45％TiC/55％PE)和Ni體系(45％Ni/55％PE)，表明碳化鎢/聚乙烯復(fù)合物的加工性能優(yōu)異。

實施例2-碳化物電阻率與顆粒尺寸分布

選取6種平均尺寸基本相同(D₅₀＜5μm)的碳化鎢粉體(成都、日本、廈門、在邦、廣東和章源)，測量其尺寸分布和電阻率。

圖3A顯示了電阻率與WC尺寸分布的關(guān)系，圖3B是相應(yīng)WC顆粒的尺寸分布圖。

如圖3A所示，D₁₀₀/D₅₀＞6的三種粉體獲得了超低電阻。

實施例3-碳化物電阻率與顆粒尺寸分布

將獲自成都核八五七新材料有限公司的兩批次碳化鎢粉采用旋風(fēng)分離器分成不同尺寸及尺寸分布的產(chǎn)品，然后測量D₁₀₀/D₅₀與電阻率關(guān)系。

如圖4所示，采用平均粒徑小但尺寸分布窄的粉體電阻率反而增加，在D₅₀＜5μm的情況下，當D₁₀₀/D₅₀＜6時，電阻率超過了200μΩ·cm。

實施例4-碳化物電阻率與顆粒尺寸分布

選取日本新金屬有限公司的兩種規(guī)格的碳化鎢粉(WC-15和WC-50)，將它們按不同比率復(fù)配，并且測量復(fù)配率與電阻率間的關(guān)系。

圖5B是兩種碳化鎢粉的尺寸分布圖，圖5A顯示了電阻率隨兩種碳化鎢比例的變化。

如圖5A所示，將兩種碳化鎢粉按照一定的比例復(fù)配，當WC-15/WC-50的比例超過5∶5時(例如，WC-15/WC-50＞6∶4)，可以獲得低于200μΩ·cm的電阻率。

實施例5-碳化物中碳含量對電阻率的影響

選取廈門金鷺特種合金有限公司的兩種碳化鎢粉(廈門-20和廈門-46)和廣東翔鷺鎢業(yè)股份有限公司的兩種碳化鎢粉(廣東-17和廣東-18)，分別測量其尺寸分布、碳含量和電阻率。

圖6A顯示了上述四種碳化鎢的尺寸分布，圖6B顯示了碳含量和電阻率的關(guān)系。

從圖6的結(jié)果可以看出，WC中總碳含量由于含有少量W₂C而低于理論總碳含量(6.18％)。在顆粒尺寸分布類似的條件下，具有較低碳含量的碳化物電阻率偏低。其中，碳化鎢中碳含量在T.C.＜6.0％時(T.C.是以質(zhì)量計的100％×C/WC)，特別地，T.C.的含量在5.90左右時可得到低的電阻。而T.C.＞6.0時，電阻率偏高。

實施例6-PPTC芯片的RT曲線

將按體積比計為55％的HDPE(高密度聚乙烯，供應(yīng)商：Marflex)和45％的碳化鎢粉(平均顆粒尺寸為3.58μm，D₁₀₀/D₅₀＝6.30，T.C.＝5.91，供應(yīng)商：成都核八五七新材料有限公司)，經(jīng)共混熔融擠出，覆上電極，加工成PPTC片材(電阻率為170μΩ·cm)，制成2.8mm(寬)x3.6mm(長)x0.33mm(高)的芯片，并組裝成適合于點焊或無鉛回流焊的器件(如圖8A)，測量其初始電阻為8.5mohm，并且測量電阻-溫度(RT)曲線。如圖8B所示，在三次RT曲線中，RT的縱坐標值基本保持恒定，同時發(fā)生電阻轉(zhuǎn)折的溫度點也基本保持恒定，表明本實施例樣品的RT曲線的重復(fù)性好。

在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對本發(fā)明的各種修改和更改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。應(yīng)當理解，本發(fā)明并非意圖受本文所給出的示例性實施例和實例的不當限制，這些實例和實施例僅以舉例的方式提供，本發(fā)明的范圍旨在僅受所附權(quán)利要求的限制。