及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無鉛正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法，屬于熱敏材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]PTC陶瓷(正溫度系數(shù)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(fā)展迅速的電子材料之一。正溫度系數(shù)熱敏電阻可分為開關(guān)型和補償型兩大類，其特性和應(yīng)用也不同。開關(guān)型正溫度系數(shù)熱敏材料主要應(yīng)用于電機、變壓器、軸承、大功率硅的整流元件的保護(hù)等，其作為熱耗元件也應(yīng)用于限流、穩(wěn)流、穩(wěn)壓以及流速測量等方面。補償型正溫度系數(shù)熱敏材料可作為半導(dǎo)體三極管的溫度補償。
[0003]鈦酸鋇基正溫度系數(shù)熱敏材料是一種鐵電半導(dǎo)體材料，是近年來發(fā)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(nèi)外提高鈦酸鋇正溫度系數(shù)轉(zhuǎn)變溫度主要是通過添加鉛元素來實現(xiàn)。雖然此種方法技術(shù)已較成熟且已經(jīng)獲得較好的效果，但鉛具有很強的毒性。含鉛產(chǎn)品從制備到使用乃至到最后回收循環(huán)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(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)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(shù)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(shù)熱敏材料具有很重要的意義。有很多中國專利報道了環(huán)保型正溫度系數(shù)熱敏材料，如(BaxSr/:az)TiA，其中，x:0.6 ?0.9，7:0 ?0.3，z:0.02 ?0.2，":0.98 ?1.02 ;: (Bi 1/2K1/2 a/2Naa/2) Ce! J)b03,其中a= 0?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BaTi03-BiQ.5NaQ.5Ti03_BiQ.5KQ.5Ti03系正溫度系數(shù)熱敏材料，其綜合使用了溶膠-凝膠法，固相反應(yīng)法，放電等離子燒結(jié)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(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無鉛高居里點正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明涉及的無鉛高居里點正溫度系數(shù)電阻材料的的化學(xué)組成式為:Ba2Li3Bi2Nb5019o
[0006]上述無鉛高居里點正溫度系數(shù)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BaC03、Li2C03、Bi203和Nb 205的原始粉末按Ba2Li3Bi2Nb5019的組成稱量配料。
[0007](2)將步驟⑴配好的料經(jīng)過一次球磨4小時，900°C預(yù)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(shù)電阻材料 Ba2Li3Bi2Nb5019。
[0008]本發(fā)明制備的高居里點正溫度系數(shù)電阻材料Ba2Li3Bi2Nb5019具有以下優(yōu)點:具有高的居里溫度，燒結(jié)溫度低，原料成本低；成分無鉛，不會對環(huán)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、Li2C03、Bi203和Nb 205的原始粉末按Ba2Li3Bi2Nb501E^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(yù)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(jìn)行性能測試，其居里溫度Tc?425°C，電阻率為7.5 Ω.m，溫度系數(shù)為9.2 %/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于9.4X 103。
[0010]實施例2:
將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaC03、Li2C03、Bi203和Nb 205的原始粉末按Ba2Li3Bi2Nb501E^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(yù)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(jìn)行性能測試，其居里溫度Tc?425°C，電阻率為8.9 Ω.πι，溫度系數(shù)為15.1%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.11X104。
[0011]實施例3:
將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaC03、Li2C03、Bi203和Nb 205的原始粉末按Ba2Li3Bi2Nb501E^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(yù)燒2小時，二次球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1000°C煅燒3小時，上電極，制備出樣品；對所制得的樣品進(jìn)行性能測試，其居里溫度Tp 425°C，電阻率為8.5 Ω -m,溫度系數(shù)為13.3%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于9.4X103。
【主權(quán)項】
1.一種高居里點正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法，其特征在于所述正溫度系數(shù)電阻材料的化學(xué)組成式為:Ba2Li3Bi2Nb5019;所述正溫度系數(shù)電阻材料的制備方法具體步驟為:⑴將純度為99.9% (重量百分比)以上的BaC03、Li2C03、Bi203和Nb 205的原始粉末按Ba2Li3Bi2Nb5019的組成稱量配料；⑵將步驟⑴配好的料經(jīng)過一次球磨4小時，900°C預(yù)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(shù)電阻材料Ba2Li3Bi2Nb5019〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無鉛高居里點正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法。所述高居里點正溫度系數(shù)電阻材料的化學(xué)組成式為：Ba2Li3Bi2Nb5O19。將純度為99.9%（重量百分比）以上的BaCO3、Li2CO3、Bi2O3和Nb2O5的原始粉末按Ba2Li3Bi2Nb5O19組成稱量配料，經(jīng)過球磨、煅燒、二次球磨、造粒、成型、排膠、高溫?zé)Y(jié)、上Ag電極等工序，制備出居里點高達(dá)425℃的無鉛正溫度系數(shù)電阻材料。本發(fā)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(huán)境的污染。本發(fā)明燒結(jié)溫度低，原料成本低，達(dá)到了實用化水平，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類】C04B35/495
【公開號】CN105272236
【申請?zhí)枴緾N201510597564
【發(fā)明人】方亮, 陳進(jìn)武, 王丹
【申請人】桂林理工大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月20日