掺杂稀土氧化物的高稳定性NTC热敏电阻材料及其制备方法

本发明属于玻封ntc热敏电阻材料，具体涉及一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料及其制备方法。

背景技术：

1、ntc（negative temperature coefficient）热敏电阻器也称为负温度系数热敏电阻器，是一类电阻值随温度增大而减小的传感器电阻。通常以锰、钴、镍、铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成。ntc热敏电阻被广泛用于温度检测、温度补偿，抑制浪涌电流，在航空航天、深海探测、汽车工业和家用电器等众多领域发挥重大作用。

2、ntc贴片玻封热敏电阻通常是将ntc热敏电阻和电子线焊接在一起，通过树脂包封或套管绝缘，然后再固定在金属外壳上，电子线另一端铆接端子连接器。在ntc贴片玻封热敏电阻器件生产过程中，为避免电极金属丝氧化，玻璃封装工序必须在高温氮气条件下进行，但是该条件下会导致电阻材料电学性能发生漂移，偏离设计参数。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料。

2、还有必要提供一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法。

3、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

4、一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料，其原料包括：mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物；

5、其中：mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物的摩尔比为： 5-12:11-16:10-15:8-12:0.02~1。

6、优选地，所述mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物的摩尔比为：8.5:14.5:12:10:0.08~0.67。

7、一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料，包括以下步骤：

8、s1：按预定配比将mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物原料粉体、分散剂进行球磨，球磨第一预定时间后烘干去除分散剂，得到原料混合粉体；

9、s2：将原料混合粉体进行煅烧，得到预烧粉体；

10、s3：将预烧粉体、分散剂进行球磨第二预定时间后烘干去除分散剂，得到前驱体；

11、s4：将前驱体压制为圆片状生坯，进行烧结，烧结后冷却至室温，获得所述基于稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料。

12、优选地，所述s1中，所述稀土氧化物为氧化镧（la2o3）、氧化钐（sm2o3）、氧化铈（ceo2）、氧化钇（y2o3）中的一种。

13、优选地，所述s1中，所述mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物的预定配比为：8.5:14.5:12:10:0.08~0.67。

14、优选地，所述s1中，所述分散剂为纯度99.5 %以上无水乙醇，原料粉体、无水乙醇的质量比为1:1.5~2.5，所述球磨的第一预定时间为：4~8 h，转速为200~300 rpm。

15、优选的，所述s1中，烘干温度为80~100 ℃，烘干时间为8~12 h。

16、优选地，所述s2中，所述煅烧温度为900~1100 ℃，升温速率为5~10 ℃/min煅烧时间为1~2 h。

17、优选地，所述s3中，所述分散剂为纯度99.5 %以上无水乙醇，预烧粉体、无水乙醇的质量比为1:1.5~2.5，所述球磨的第二预定时间为：4~8 h，转速为200~300 rpm，以获得前驱体。

18、优选的，所述s3中，烘干温度为80~100 ℃，烘干时间为8~12 h。

19、优选地，所述s4中，所述将前驱体压制为圆片状生坯采用的压力为150~200 mpa，保压时间为30 s。

20、优选地，所述s4中，所述烧结温度为1100~1180 ℃，烧结时间为4~6 h，升温速率为8~12 ℃/min，降温过程为以1~3 ℃/min的降温速率缓慢降温至500 ℃后再随炉冷却至室温。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、本发明提供一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料，通过将稀土氧化物掺杂进ntc热敏电阻原料中制备出高稳定性ntc热敏电阻材料，提高了热敏电阻材料在高温氮气环境下的稳定性。稀土氧化物掺杂使得ntc热敏电阻材料晶界处稀土元素偏聚替代尖晶石b位的过渡金属元素，在晶界处较强的r-o键，故高温氮气环境下形成氧空位等缺陷更困难，进而使得热敏电阻材料电学性能更稳定。

技术特征：

1.一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料，其特征在于：其组分包括：mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物；

2.如权利要求1所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料；其特征在于：所述mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物的摩尔比为：8.5:14.5:12:10:0.08~0.67。

3.一种掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于：所述s1中，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化钐、氧化铈、氧化钇中的一种。

5.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于：所述s1中，所述mn3o4、fe2o3、co3o4、zno、稀土氧化物的预定配比为：8.5:14.5:12:10: 0.08~0.67。

6.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于：所述s1中，所述分散剂为纯度99.5 %以上无水乙醇，原料粉体、无水乙醇的质量比为1:1.5~2.5，所述球磨的第一预定时间为：4~8 h，转速为200~300 rpm。

7.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述煅烧温度为900~1100 ℃，升温速率为5~10 ℃/min，煅烧时间为1~2h。

8.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述s3中，所述分散剂为纯度99.5 %以上无水乙醇，预烧粉体、无水乙醇的质量比为1:1.5~2.5，所述球磨的第二预定时间为：4~8 h，转速为200~300 rpm，以获得前驱体。

9.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述s4中，所述将前驱体压制为圆片状生坯采用的压力为150mpa~200 mpa，保压时间为30s。

10.如权利要求3所述的掺杂稀土氧化物的高稳定性ntc热敏电阻材料的制备方法，其特征在于，所述s4中，所述烧结温度为1100~1180 ℃，烧结时间为4~6 h，升温速率为8~12℃/min，降温过程为以1~3 ℃/min的降温速率缓慢降温至500 ℃后再随炉冷却至室温。

技术总结本发明提供掺杂稀土氧化物的高稳定性NTC热敏电阻材料及其制备方法，涉及玻封NTC热敏电阻材料技术领域，通过将稀土氧化物掺杂进NTC热敏电阻原料中制备出高稳定性NTC热敏电阻材料，提高了热敏电阻材料在高温氮气环境下的稳定性。稀土氧化物掺杂使得NTC热敏电阻材料晶界处稀土元素偏聚替代尖晶石B位的过渡金属元素，在晶界处较强的R‑O键，故高温氮气环境下形成氧空位等缺陷更困难，进而使得热敏电阻材料电学性能更稳定。技术研发人员：梁森,王君畅,张延洪,颜炳跃受保护的技术使用者：宁夏大学技术研发日：技术公布日：2024/9/17