專利名稱：一種提高熱敏電阻燒結(jié)集中率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高熱敏電阻燒結(jié)集中率的方法，通過對(duì)正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)的配方和工藝調(diào)整達(dá)到燒結(jié)一次阻值集中率提高的目的的一種方法，通過該方法控制正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)燒結(jié)可以明顯提高燒結(jié)的阻值集中率，該方法尤其涉及用于鈦酸鋇(BaTiO3)系熱敏電阻燒結(jié)。
背景技術(shù)：
由于BaTiO3系正溫度系數(shù)熱敏電阻擁有比較大的溫度系數(shù)，因此，產(chǎn)生一系列的特性而在眾多行業(yè)中應(yīng)用。對(duì)比國(guó)外PTC制造商，我國(guó)PTC制造廠家由于存在因缺乏資金和科技力量等原因而造成生產(chǎn)設(shè)備性能差，原材料質(zhì)量差和波動(dòng)大，對(duì)于生產(chǎn)工藝和成本控制帶來極大的困繞。目前，國(guó)內(nèi)的PTC主要原材料TiO2、BaCO3、BaTiO3以及含Ca、Sr、Pb的摻雜劑和其他微摻雜劑都存在批次的波動(dòng)，PTC制造廠家燒結(jié)窯爐簡(jiǎn)陋和燒結(jié)環(huán)境氣氛惡劣，因而造成產(chǎn)品集中率一直居低不高，用低檔設(shè)備和材料生產(chǎn)出低成本高質(zhì)量產(chǎn)品是我國(guó)PTC行業(yè)所面臨的迫切問題。本發(fā)明方法提供了解決上述問題的方法，在實(shí)踐中證明切實(shí)有效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高熱敏電阻燒結(jié)集中率的方法。
本發(fā)明目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過調(diào)節(jié)配方和燒結(jié)曲線來實(shí)現(xiàn)，即通過對(duì)正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)的配方和工藝調(diào)整達(dá)到燒結(jié)一次阻值集中率提高的目的。
本發(fā)明主要是依靠控制減少PTC在燒結(jié)降溫氧化階段PTC產(chǎn)品的吸氧量來提高產(chǎn)品集中率。
原理是PTC阻值的增大與配方中施主和受主的摻雜量以及在PTC燒結(jié)冷卻階段氧的吸入量有關(guān)。在燒結(jié)過程中溫度的波動(dòng)、環(huán)境的不穩(wěn)定以及PTC坯片擺放方式和位置差異造成的不同PTC坯片氧吸入量的不同，使不同燒結(jié)情況出來的阻值差異很大。所以控制燒結(jié)冷卻階段的氧吸入量成為關(guān)鍵。
本發(fā)明優(yōu)越性在于通過該方法控制正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)燒結(jié)可以明顯提高燒結(jié)的阻值集中率。


附圖、半導(dǎo)化元素?fù)诫s量跟阻值關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例一通過配方中調(diào)節(jié)半導(dǎo)化試劑，既施主如Y、Nb等和受主如Mn、Mg等的摻雜比例來控制燒結(jié)冷卻階段吸入氧的量。在配方中阻值(用R表示)跟施主摻雜量(用Y表示)的關(guān)系如圖
從附圖、半導(dǎo)化元素?fù)诫s量跟阻值關(guān)系示意圖中可以看出，隨著施主的摻雜量Y增加，PTC阻值呈U型變化。PTC配方摻雜一般在Ymin右邊進(jìn)行，假設(shè)施主摻雜波動(dòng)ΔY＝Y(jié)2-Y1不變，可以看出施主摻雜Y越靠近Ymin，相應(yīng)阻值變化ΔR＝R2-R1越小，即阻值越集中。所以可以把配方調(diào)節(jié)在施主Y摻雜靠近Ymin阻值越集中，為了調(diào)節(jié)PTC阻值達(dá)到我們預(yù)想的阻值必須把受主如Mn、Fe、Mg等的量加入更多。由于受主含量增多，因此燒結(jié)過程中降溫冷卻階段停留時(shí)間短，且部分受主在晶界的存在可以阻礙氧的吸入，達(dá)到PTC燒結(jié)后阻值集中的目的。
實(shí)驗(yàn)過程如下配方A(1-x-0.15)BaCO3+xSrCO3+1.01TiO2+0.15CaCO3+0.0022Y2O3+0.02SiO2+0.0007Mn配方B(1-x-0.15)BaCO3+xSrCO3+1.01TiO2+0.15CaCO3+0.0016Y2O3+0.02SiO2+0.00011Mn經(jīng)過球磨——預(yù)燒——二次球磨—造粒后，壓制成Φ15×3.0mm，燒結(jié)(條件在1330度燒結(jié)120min，150度/小時(shí)降溫至室溫)，各抽取100片涂敷In-Ga合金電極測(cè)阻值。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表

實(shí)例二通過調(diào)節(jié)燒結(jié)工藝曲線來調(diào)節(jié)產(chǎn)品燒結(jié)的集中率。眾所周知，如果PTC在正常燒結(jié)溫度范圍內(nèi)，隨著保溫時(shí)間增長(zhǎng)，在冷卻氧化階段停留的時(shí)間越長(zhǎng)，阻值越大。因此，我們通過增加保溫時(shí)間的方法，同時(shí)縮短氧化冷卻時(shí)間，減少氧的吸入量，達(dá)到阻值燒結(jié)集中率的提高。
實(shí)驗(yàn)過程如下
配方(1-x-0.15)BaCO3+xSrCO3+1.01TiO2+0.15CaCO3+0.0022Y2O3+0.02SiO2+0.0007Mn依序經(jīng)過球磨、預(yù)燒、二次球磨、造粒后，壓制成Φ15×3.0mm，分三種條件燒結(jié)燒結(jié)A1330度燒結(jié)120min小時(shí)，150度/小時(shí)降溫至室溫；燒結(jié)B1330度燒結(jié)90min小時(shí)，120度/小時(shí)降溫至室溫?zé)Y(jié)B1330度燒結(jié)60min小時(shí)，95度/小時(shí)降溫至室溫采用同一實(shí)驗(yàn)爐，程序控制升降溫。
每次燒結(jié)抽取100片涂敷In-Ga合金電極測(cè)阻值。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表

權(quán)利要求
1.一種提高正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)燒結(jié)阻值集中率的方法，通過調(diào)節(jié)配方中施主和受主量，使施主摻雜接近阻值最低摻雜點(diǎn)，或減少燒結(jié)工藝中產(chǎn)品的氧吸入量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)燒結(jié)阻值集中率的方法，特征在于配方中施主摻雜量在Y/Ymin＝1～1.4，其中，Y是指能使PTC半導(dǎo)化的所有元素，包括Y、Nb、Bi、Ce、La中的一種或一種以上微量元素組合，依照半導(dǎo)化元素?fù)诫s量跟阻值關(guān)系曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述調(diào)節(jié)配方中受主摻入量，使燒結(jié)時(shí)降溫速度大于或等于150度/小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述調(diào)節(jié)燒結(jié)條件，改變燒結(jié)條件，保溫時(shí)間增長(zhǎng)1.5倍，使降溫速度大于或等于150度/小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高熱敏電阻燒結(jié)集中率的方法，通過對(duì)正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)的配方和工藝調(diào)整達(dá)到燒結(jié)一次阻值集中率提高的目的的一種方法，通過該方法控制正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)燒結(jié)可以明顯提高燒結(jié)的阻值集中率，該方法尤其涉及用于鈦酸鋇(BaTiO
文檔編號(hào)H01C7/02GK1794370SQ20051011242
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者余勤民, 周欣山, 沈十林, 錢朝勇, 苗明清 申請(qǐng)人:上海維安熱電材料股份有限公司