本發(fā)明屬于電子陶瓷功能材料產品領域，具體涉及一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料及其制備方法。

背景技術：
熱敏陶瓷溫度傳感器一般為熱敏電阻傳感器，分為負溫度系數熱敏電阻(NTC，negativetemperaturecoefficient)和正溫度系數熱敏電阻(PTC，positivetemperaturecoefficient)。以NTC熱敏電阻為例，其R-T測溫曲線一般形狀為圖1，其有效測溫區(qū)間較窄；而正介電常數溫度系數熱敏電容，溫度變化時，材料的介電常數參數隨溫度正相關變化，因而電容隨之正相關變化，其參數-溫度特性，見圖2。為拓寬熱敏電阻測溫區(qū)間，需研制新的熱敏陶瓷電阻材料。

技術實現要素：
本發(fā)明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料，以質量百分含量計，它的原料配方包含如下組分：第一組合物70％～90％；第二組合物10％～30％；所述第一組合物的化學組成通式為Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4，0.1≤x≤0.4，0.1≤y≤0.5；所述第二組合物的化學組成通式為Mg1.8-bZnbSiO3.8，0.1≤b≤0.3。優(yōu)化地，所述第一組合物以氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋁和氧化鎢為原料，所述第二組合物以氧化鎂、氧化鋅和二氧化硅為原料。優(yōu)化地，它的溫度閾值為300～600℃。本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述熱敏陶瓷雙參數測溫材料的制備方法，它包括以下步驟：(a)按通式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4混合配料，研磨后置于850～1150℃煅燒2～6小時，冷卻后得第一組合物；(b)按通式Mg1.8-bZnbSiO3.8混合配料，研磨后置于800～1050℃煅燒2～5小時，冷卻后得第二組合物；(c)將第一組合物和第二組合物按配方量混合后研磨，加入粘結劑，壓制成片，隨后置于1000～1300℃燒制2～6小時，自然降溫即可。優(yōu)化地，步驟(a)和步驟(b)中，加入去離子水進行濕磨；步驟(c)中，加入醇類溶劑進行濕磨。進一步地，所述濕磨后烘干除去水或醇類溶劑。優(yōu)化地，步驟(c)中，所述第一組合物和第二組合物均采用高速氣流分散后進行混合。優(yōu)化地，步驟(c)中，在加入所述粘結劑之前將混合后的粉體通過200目以上的篩子。由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現有技術相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明熱敏陶瓷雙參數測溫材料，通過采用特定結構通式的第一組合物和第二組合物按精確質量比進行混合，產生了意想不到的效果：同時具備負溫度系數熱敏電阻和正介電常數溫度系數熱敏電容材料，分段以負溫度系數熱敏電阻和正介電常數溫度系數熱敏電容測溫，拓寬了測溫區(qū)間，適合于0℃～1100℃區(qū)間精確測量溫度，可以用于制備高靈敏度和寬溫區(qū)熱敏溫度傳感器；同時，這種熱敏陶瓷材料能以熱敏電阻測溫轉換為熱敏電容測溫的溫度閾值點，作為溫度開關閾值，適合于用作溫度開關。附圖說明附圖1為NTC熱敏電阻溫度電阻特性圖；附圖2為PTC熱敏電容溫度電容特性圖；附圖3為本發(fā)明熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫度電阻、溫度電容特性圖；附圖4為本發(fā)明實施例10、實施例14和實施例18中熱敏陶瓷雙參數測溫材料的XRD圖；附圖5為本發(fā)明實施例6、實施例12和實施例19中熱敏陶瓷雙參數測溫材料的SEM圖；附圖6是本發(fā)明實施例1制得的熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫阻、溫容特性圖；附圖7是本發(fā)明實施例4制得的熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫阻、溫容特性圖；附圖8是本發(fā)明實施例5制得的熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫阻、溫容特性圖；附圖9是本發(fā)明實施例8制得的熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫阻、溫容特性圖；附圖10是本發(fā)明實施例14制得的熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫阻、溫容特性圖；附圖11是本發(fā)明實施例19制得的熱敏陶瓷雙參數測溫材料的溫阻、溫容特性圖。具體實施方式本發(fā)明熱敏陶瓷雙參數測溫材料，以質量百分含量計，它的原料配方包含如下組分：第一組合物70％～90％；第二組合物10％～30％；所述第一組合物的化學組成通式為Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4，0.1≤x≤0.4，0.1≤y≤0.5；所述第二組合物的化學組成通式為Mg1.8-bZnbSiO3.8，0.1≤b≤0.3。通過采用特定結構通式的第一組合物和第二組合物按精確質量比進行混合，產生了意想不到的效果：同時具備負溫度系數熱敏電阻和正介電常數溫度系數熱敏電容材料，分段以負溫度系數熱敏電阻和正介電常數溫度系數熱敏電容測溫，拓寬了測溫區(qū)間，適合于0℃～1100℃區(qū)間精確測量溫度，可以用于制備高靈敏度和寬溫區(qū)熱敏溫度傳感器；同時，這種熱敏陶瓷材料能以熱敏電阻測溫轉換為熱敏電容測溫的溫度閾值點，作為溫度開關閾值，適合于用作溫度開關；其溫度電阻、溫度電容特性如圖3所示，在0℃～600℃溫度范圍，使用NTC熱敏電阻特性測量溫度，并且可以使用熱敏電容測溫做為參考；在300℃～1100℃溫度范圍，使用PTC熱敏電容特性測量溫度，并且可以使用熱敏電阻測溫做為參考。所述第一組合物優(yōu)選以氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋁和氧化鎢為原料，所述第二組合物以優(yōu)選氧化鎂、氧化鋅和二氧化硅為原料。優(yōu)化后的熱敏電阻測溫轉換為熱敏電容測溫的溫度閾值點為300～600℃，因此也適合用于制作以300～600℃為閾值點的溫度開關元件。上述熱敏陶瓷雙參數測溫材料的制備方法，它包括以下步驟：(a)按通式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4混合配料，研磨后置于850～1150℃煅燒2～6小時，冷卻后得第一組合物；(b)按通式Mg1.8-bZnbSiO3.8混合配料，研磨后置于800～1050℃煅燒2～5小時，冷卻后得第二組合物；(c)將第一組合物和第二組合物按配方量混合后研磨，加入粘結劑，壓制成片，隨后置于1000～1300℃燒制2～6小時，自然降溫即可，所述步驟(a)和步驟(b)不分先后。步驟(a)和步驟(b)中，優(yōu)選加入去離子水進行濕磨；步驟(c)中，優(yōu)選加入醇類溶劑進行濕磨，防止產生大量粉塵，污染環(huán)境。所述濕磨后烘干除去水或醇類溶劑。步驟(c)中，所述第一組合物和第二組合物均采用高速氣流分散后進行混合，具體氣流流速根據實際需要進行確定即可。步驟(c)中，在加入所述粘結劑之前將混合后的粉體通過200目以上的篩子。下面將結合附圖實施例對本發(fā)明進行進一步說明。實施例1本實施例提供一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料，具體成分和制備方法為：(a)以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.1，y＝0.1，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.09、氧化鋁0.01，氧化鎢0.95，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散后放入馬沸爐850℃煅燒6小時，降溫冷卻，得MgFe0.09Al0.01W0.95O4粉體。(b)以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.1，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.7、氧化鋅(ZnO)0.1、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得后放入馬沸爐800℃煅燒5小時，降溫冷卻，得Mg1.7Zn0.1SiO3.8粉體；(c)將MgFe0.09Al0.01W0.95O4粉體和Mg1.7Zn0.1SiO3.8粉體，分別用高速氣流分散(現有技術)，按照質量百分比(MgFe0.09Al0.01W0.95O4粉體70％、Mg1.7Zn0.1SiO3.8粉體30％)混合后，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體；將所得混合粉體過200目篩，過篩后粉體中加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1000℃燒制，保溫6小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫，即可，其溫阻、溫容特性圖如圖6所示。實施例2本實施例提供一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料，其具體成分和制備方法與實施例1中的基本一致，不同的是：步驟(a)中，x＝0.1，y＝0.5，將各原料置于馬沸爐中于1150℃煅燒2小時，得MgFe0.05Al0.05W0.95O4粉體；步驟(b)中，b＝0.2，將各原料置于馬沸爐中于1050℃煅燒2小時，降溫冷卻，得Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體；步驟(c)中，以分散后的MgFe0.05Al0.05W0.95O4粉體、Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體為原料，按照質量百分比，MgFe0.05Al0.05W0.95O4粉體90％、Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體10％，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體；將所得混合粉體過200目篩；過篩后粉體，加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1300℃燒制，保溫3小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫。實施例3本實施例提供一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料，具體成分和制備方法為：(a)以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.4，y＝0.1，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.36、氧化鋁0.04，氧化鎢0.8，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散后放入馬沸爐850℃煅燒5小時，降溫冷卻，得MgFe0.36Al0.04W0.8O4粉體；(b)以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.3，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.5、氧化鋅(ZnO)0.3、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得后放入馬沸爐1050℃煅燒3小時，降溫冷卻，得Mg1.5Zn0.3SiO3.8粉體；(c)將MgFe0.36Al0.04W0.8O4粉體和Mg1.5Zn0.3SiO3.8粉體，分別用高速氣流分散(現有技術)，按照質量百分比(MgFe0.36Al0.04W0.8O4粉體80％、Mg1.5Zn0.3SiO3.8粉體20％)混合后，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體；將所得混合粉體過300目篩，過篩后粉體中加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1250℃燒制，保溫4小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫，即可。實施例4本實施例提供一種熱敏陶瓷雙參數測溫材料，具體成分和制備方法為：以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.4，y＝0.5，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.2、氧化鋁0.2，氧化鎢0.8，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得第一組合物粉體。以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.15，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.65、氧化鋅(ZnO)0.15、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得第二組合物粉體。將第一組合物粉體放入馬沸爐1150℃煅燒2小時，降溫冷卻，得MgFe0.2Al0.2W0.8O4粉體，將第二組合物粉體放入馬沸爐800℃煅燒5小時，降溫冷卻，得Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體。將MgFe0.2Al0.2W0.8O4粉體和Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體，分別高速氣流分散，以其為原料，按照質量百分比，MgFe0.2Al0.2W0.8O4粉體85％、Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體15％，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體；將所得混合粉體過400目篩；過篩后粉體，加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1200℃燒制，保溫5小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫，其溫阻、溫容特性圖如圖7所示。實施例5以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.2，y＝0.1，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.18、氧化鋁0.02，氧化鎢0.9，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方一(第一組合物)粉體。以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.25，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.55、氧化鋅(ZnO)0.25、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方二(第二組合物)粉體。將配方一粉體放入馬沸爐900℃煅燒4小時，降溫冷卻，得MgFe0.18Al0.02W0.9O4粉體。將配方二粉體放入馬沸爐1000℃煅燒4小時，降溫冷卻，得Mg1.55Zn0.25SiO3.8粉體。將MgFe0.18Al0.02W0.9O4粉體和Mg1.55Zn0.25SiO3.8粉體，分別高速氣流分散，以其為原料，按照質量百分比，MgFe0.18Al0.02W0.9O4粉體75％、Mg1.55Zn0.25SiO3.8粉體25％，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體；將所得混合粉體過200目篩；過篩后粉體，加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1100℃燒制，保溫5小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫，其溫阻、溫容特性圖如圖8所示。實施例6以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.2，y＝0.5，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.1、氧化鋁0.1，氧化鎢0.9，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方一粉體。以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-xZnxSiO3.8進行配方，取x＝0.12，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.68、氧化鋅(ZnO)0.12、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方二粉體。將配方一粉體放入馬沸爐950℃煅燒3小時，降溫冷卻，得MgFe0.1Al0.1W0.9O4粉體。將配方二粉體放入馬沸爐850℃煅燒4小時，降溫冷卻，得Mg1.68Zn0.12SiO3.8粉體。將MgFe0.1Al0.1W0.9O4粉體和Mg1.68Zn0.12SiO3.8粉體，分別高速氣流分散；以其為原料，按照質量百分比，MgFe0.1Al0.1W0.9O4粉體78％、Mg1.68Zn0.12SiO3.8粉體22％，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體；將所得混合粉體過200目篩；過篩后粉體，加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1050℃燒制，保溫4小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫，其SEM圖如圖5所示。實施例7以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.3，y＝0.1，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.27、氧化鋁0.03，氧化鎢0.85，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方一粉體。以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.2，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.6、氧化鋅(ZnO)0.2、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方二粉體。將配方一粉體放入馬沸爐1050℃煅燒3小時，降溫冷卻，得MgFe0.27Al0.03W0.85O4粉體。將配方二粉體放入馬沸爐900℃煅燒4小時，降溫冷卻，得Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體。將MgFe0.27Al0.03W0.85O4粉體和Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體，分別高速氣流分散。以分散后MgFe0.27Al0.03W0.85O4粉體和Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體為原料，按照質量百分比，MgFe0.27Al0.03W0.85O4粉體88％、Mg1.6Zn0.2SiO3.8粉體12％，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體。將所得混合粉體過200目篩；過篩后粉體，加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1150℃燒制，保溫4小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫。實施例8以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.3，y＝0.5，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.15、氧化鋁0.15，氧化鎢0.85，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方一粉體。以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.15，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.65、氧化鋅(ZnO)0.15、二氧化硅(SiO2)為1，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方二粉體。將配方一粉體放入馬沸爐1000℃煅燒3小時，降溫冷卻，得MgFe0.15Al0.15W0.85O4粉體。將配方二粉體放入馬沸爐950℃煅燒3小時，降溫冷卻，得Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體。將MgFe0.15Al0.15W0.85O4粉體和Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體，分別高速氣流分散。以分散后MgFe0.15Al0.15W0.85O4粉體和Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體為原料，按照質量百分比，MgFe0.15Al0.15W0.85O4粉體82％、Mg1.65Zn0.15SiO3.8粉體18％，加入無水乙醇濕磨、烘干、研磨、分散得混合粉體。將所得混合粉體過200目篩；過篩后粉體，加入粘結劑PVA，在25MPa壓強下熱等靜壓12分鐘制成圓片；于1100℃燒制，保溫4小時；隨爐冷卻，自然降溫至室溫，其溫阻、溫容特性圖如圖9所示。實施例9以氧化鎂(MgO)、三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋁(Fe2O3)、氧化鎢(WO3)為原料，按化學式Mg(Fe1-yAly)xW1-0.5xO4進行配方，取x＝0.2，y＝0.2，各材料摩爾數為：氧化鎂1，三氧化二鐵0.16、氧化鋁0.04，氧化鎢0.9，加入去離子水濕磨、烘干、研磨分散得配方一粉體。以氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化硅(SiO2)為原料，按化學式Mg1.8-bZnbSiO3.8進行配方，取b＝0.18，各材料摩爾數為：氧化鎂(MgO)1.62、氧化鋅(ZnO)0.18、二氧化硅(SiO2)為1，加入去...