專利名稱：一種Bi₂WO₆改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Bi2WO6改性的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法，屬于熱敏材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(diǎn)。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(bǔ)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(jī)、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(cè)量等方面。補(bǔ)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(bǔ)償。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(chǎng)上居里點(diǎn)超過120°C的PTC熱敏材料都是含鉛的。國(guó)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)的危害。國(guó)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(guó)專利報(bào)道了環(huán)保型正溫度系數(shù)熱敏材料，如(BarSivCaz)TiuO3，其中，Z:0.6 0.9,χ:0 0.3,ζ:0.02 0.2, :0.98 1.02 ;: (Bi1/2K1/2_a/2Naa/2) Ce1^DbO3,其中a = O 1，6 = 0.0005 0.005等，但居里溫度都不高(低于160°C)。我們以碳酸鋇、氧化鎢、二氧化鈦、三氧化二鉍為原料，僅僅利用傳統(tǒng)固相法，制備高居里溫度的無鉛正溫度系數(shù)熱敏材料。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料居里溫度低的問題，考慮到鎢酸鉍Bi2WO6居里溫度高，而且一定量的Bi2WO6與BaTiO3復(fù)合可以大幅提高居里溫度與熱敏性能。本發(fā)明的目的是提供一種Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是:
Bi2TO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料的化學(xué)組成通式為BaTiO3+^Bi2TO6，其中:OCr彡0.10 為摩爾分?jǐn)?shù)。具體制備方法為:
(I)將純度為99.9%以上的BaC03、WO3> TiO2和Bi2O3的原始粉末按(Ii) BaTiO3+^Bi2TO6，其中:OCr彡0.10 為摩爾分?jǐn)?shù)。(2)將步驟(I)配好的料經(jīng)過一次球磨4小時(shí)，88(T930°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，104(Tl080°C煅燒3小時(shí)，上電極，即制得Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料。本發(fā)明制備的Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料具有以下優(yōu)點(diǎn):成分無鉛，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和對(duì)人體造成危害；摻雜了 Bi2WO6后，即使是微量摻雜，也能大大提高組分的居里溫度。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
將純度為 99.9% 的 BaCO3、W03、TiO2 和 Bi2O3 的原始粉末，按ζ=0.02，即 0.98BaTi03+0.02Bi2WO6稱量配料；然后將配好的料用行星磨球磨4小時(shí)，930°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，1080°C煅燒3小時(shí)，上電極，制備出樣品；對(duì)所制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，其居里溫度 190°C，電阻率為50 Ω.πι，溫度系數(shù)為7%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于9.2X IO3。實(shí)施例2:
將純度為 99.9% 的 BaCO3、W03、TiO2 和 Bi2O3 的原始粉末，按ζ=0.04，即 0.96BaTi03+0.04Bi2WO6稱量配料；將配好的料用行星磨球磨4小時(shí)，920°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，1070°C煅燒3小時(shí)，上電極，制備出樣品；對(duì)所制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，其居里溫度Tc ^ 252°C，電阻率為23 Ω.πι，溫度系數(shù)為11%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.3X104。實(shí)施例3: 將純度為 99.9% 的 BaCO3、W03、TiO2 和 Bi2O3 的原始粉末，按ζ=0.06，即 0.94BaTi03+0.06Bi2WO6稱量配料；將配好的料用行星磨球磨4小時(shí)，900°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，1060°C煅燒3小時(shí)，上電極，制備出樣品；對(duì)所制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，其居里溫度7； ^ 234°C，電阻率為26 Ω -m,溫度系數(shù)為13%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.5X104。實(shí)施例4:
將純度為 99.9% 的 BaCO3、W03、TiO2 和 Bi2O3 的原始粉末，按ζ=0.06，即 0.96BaTi03+0.06Bi2WO6稱量配料；；將配好的料用行星磨球磨4小時(shí)，890°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，1050°C煅燒3小時(shí)，上電極，制備出樣品；對(duì)所制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，其居里溫度Tc ^ 290V,電阻率為30 Ω.m，溫度系數(shù)為14%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.91 X IO4。實(shí)施例5:
將純度為 99.9%的8&0)3、10)3、1102和扮203 的原始粉末，按1=0.10，即 0.90BaTi03+0.10Bi2WO6稱量配料；將配好的料用行星磨球磨4小時(shí)，880°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，1040°C煅燒3小時(shí)，上電極，制備出樣品；對(duì)所制得的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，其居里溫度Tc ^ 350°C，電阻率為21 Ω.πι，溫度系數(shù)為15%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于2.0XlO4。
權(quán)利要求
1.一種Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法，其特征在于所述電阻材料的化學(xué)組成通式為:(1-x) BaTiO3+^ Bi2WO6，其中:OCr彡0.10 ；x為摩爾分?jǐn)?shù)； 所述電阻材料制備方法的具體步驟是: (I)將純度為99.9%以上的BaC03、WO3> TiO2和Bi2O3的原始粉末按(Ii) BaTiO3+^Bi2TO6，其中:OCr彡0.10 為摩爾分?jǐn)?shù)。
2.2)將步驟(I)配好的料經(jīng)過一次球磨4小時(shí)，88(T930°C預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，104(Tl080°C煅燒3小時(shí)，上電極，即制得Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻 材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法，其特征在于所述電阻材料的化學(xué)組成通式為(1-x)BaTiO3+xBi2WO6，其中0<x≤0.10；x為摩爾分?jǐn)?shù)；該電阻材料制備方法的具體步驟為(1)將純度為99.9%以上的BaCO3、WO3、TiO2和Bi2O3的原始粉末按(1-x)BaTiO3+xBi2WO6，其中0<x≤0.10；x為摩爾分?jǐn)?shù)。(2)將步驟(1)配好的料經(jīng)過一次球磨4小時(shí)，880~930℃預(yù)燒2小時(shí)，二次球磨3小時(shí)，造粒，壓片，排膠，1040~1080℃煅燒3小時(shí)，上電極，即制得Bi2WO6改性的鈦酸鋇基無鉛正溫度系數(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(duì)人們身體健康的危害及對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明從成分和工藝兩方面使鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料達(dá)到了實(shí)用化水平，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/468GK103086712SQ20121054175
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者梁自偉, 方亮, 覃遠(yuǎn)東, 吳枚霞, 徐 明 申請(qǐng)人:廣西新未來信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司