專利名稱：摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法，屬于屬于熱敏材料領(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。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，其特性和應用也不同。開關(guān)型正溫度系數(shù)熱敏材料主要應用于電機、變壓器、軸承、大功率硅的整流元件的保護等，其作為熱耗元件也應用于限流、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體三極管的溫度補償。
鈦酸鋇基正溫度系數(shù)熱敏材料是ー種鐵電半導體材料，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(BaxSryCaz)TiuO3，其中，X :0. 6 O. 9, y :0 O. 3, z :0. 02 O. 2, u :0. 98 I. 02 ; (Bi1/2K1/2_a/2Naa/2) Ce1^DbO3,其中a = 0 l，b = 0. 0005 O. 005等，但居里溫度都不高(低于160°C )。唐新桂等報道了 BaTiO3-Bia5Naa5TiO3-Bia5Ka5TiO3系正溫度系數(shù)熱敏材料，其綜合使用了溶膠_凝膠法，固相反應法，放電等離子燒結(jié)方法，通過摻雜ー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。我們以碳酸鋇、ニ氧化鈦、碳酸鋰、五氧化ニ鈮為原料，僅僅利用傳統(tǒng)固相法，制備高居里溫度的正溫度系數(shù)熱敏材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是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，提供一種摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法。本發(fā)明涉及的摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料的化學組成通式為BahLixTUbxO3，其中0 < X ^ O. 08 ；x 為摩爾分數(shù)。摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料的制備方法具體步驟為(I)將純度為99. 9 %以上的BaC03、TiO2, Li2CO3和Nb2O5的原始粉末按BahLixTihNbxO3組成稱量配料，其中0 < X彡O. 08 ；x為摩爾分數(shù)。(2)將步驟(I)配好的料球磨4小時，1000 1100°C預燒2小時，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1150 1250°C煅燒3小時，上電極，即制得摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料。本發(fā)明制備的摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料具有以下優(yōu)點成分無鉛，不會對環(huán)境造成污染和對人體造成危害；摻雜了鈮酸鋰后，即使是微量摻雜，也能大大提高組分的居里溫度。
具體實施例方式實施例I :將純度為99. 9 % 的 BaCO3> TiO2, Li2CO3 和 Nb2O5 的原始粉末，按 x = O. 02，即Ba。. Jiaci2Tia98Nbaci2O3稱量配料；然后將配好的料用行星磨球磨4小吋，1100°C預燒2小吋，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1250°C煅燒3小時，上電極，制備出摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料；對所制得的產(chǎn)品進行性能測試，其居里溫度T。^ 200°C，電阻率為10 Ω ·πι，溫度系數(shù)為8% /°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于9X103。實施例2:將純度為99. 9 % 的 BaCO3> TiO2, Li2CO3 和 Nb2O5 的原始粉末，按 x = O. 04，即Ba。. Jiatl4Tia96NbaM03稱量配料；將配好的料用行星磨球磨4小吋，1060°C預燒2小時，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1200°C煅燒3小時，上電極，制備出摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料；對所制得的產(chǎn)品進行性能測試，其居里溫度T。 240°C，電阻率為8Ω .m,溫度系數(shù)為12%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于104。實施例3 將純度為99. 9 % 的 BaCO3> TiO2, Li2CO3 和 Nb2O5 的原始粉末，按 x = O. 06，即Ba。. Jiatl6Tia94Nba4稱量配料；將配好的料用行星磨球磨4小吋，1040°C預燒2小時，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1180°C煅燒3小時，上電極，制備出摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料；對所制得的產(chǎn)品進行性能測試，其居里溫度!'。 300°C，電阻率為6 Ω .m,溫度系數(shù)為16%/°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于6X103。實施例4:將純度為99. 9 % 的 BaCO3> TiO2, Li2CO3 和 Nb2O5 的原始粉末，按 x = O. 08，即Baa92Liatl8Tia92Nbatl8O3稱量配料；將配好的料用行星磨球磨4小吋，1000°C預燒2小吋，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1150°C煅燒3小時，上電極，制備出摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料；對所制得的產(chǎn)品進行性能測試，其居里溫度T。^ 350°C,電阻率為
12Ω ·πι，溫度系數(shù)為12% /°C，最高電阻率/最低電阻率(升阻比)大于1.4X104。
權(quán)利要求
1.一種摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料，其特征在于所述電阻材料的化學組成通式為=Ba^xLixIVxNbxO3，其中0 < X ^ 0. 08，x為摩爾分數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料的制備方法，其特征在于具體步驟為 (1)將純度為99.9%以上的BaC03、Ti02、Li2C03和Nb2O5的原始粉末按Ba^LiJUbA組成稱量配料，其中0 < X < 0. 08 ；x為摩爾分數(shù)； (2)將步驟(I)配好的料球磨4小時，1000 1100°C預燒2小時，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1150 1250°C煅燒3小時，上電極，即制得摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料及其制備方法。鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料的化學組成通式為Ba1-xLixTi1-xNbxO3，其中0＜x≤0.08；x為摩爾分數(shù)。(1)將純度為99.9％以上的BaCO3、TiO2、Li2CO3和Nb2O5的原始粉末按Ba1-xLixTi1-xNbxO3組成稱量配料，其中0＜x≤0.08；x為摩爾分數(shù)。(2)將步驟(1)配好的料球磨4小時，1000～1100℃預燒2小時，再球磨3小時，造粒，壓片，排膠，1150～1250℃煅燒3小時，上電極，即制得摻雜鈮酸鋰的鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料。本發(fā)明從成分和工藝兩方面使鈦酸鋇基正溫度系數(shù)電阻材料達到了實用化水平，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；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。
文檔編號C04B35/468GK102976747SQ20121054963
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者覃遠東, 方亮, 常寶成, 吳枚霞, 徐 明 申請人:廣西新未來信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司, 桂林理工大學