NTC熱敏電阻被廣泛應(yīng)用于溫度監(jiān)測、溫度控制,電路和電子元件的保護以及流速、流量、射線測量的相關(guān)儀器與應(yīng)用領(lǐng)域。隨著家用電器、微波設(shè)備及新能源汽車等產(chǎn)業(yè)對NTC熱敏電阻的穩(wěn)定性要求越來越高,改善現(xiàn)有成分體系或開發(fā)新型成分體系顯得十分重要。
在常用的NTC熱敏電阻中,熱敏電阻材料是利用錳、銅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的過渡金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷。因為這些過渡金屬氧化物的揮發(fā)溫度較低,在制備燒結(jié)過程中容易揮發(fā),使得產(chǎn)品的最終成分、產(chǎn)品的一致性難于控制。尖晶石結(jié)構(gòu)的NTC熱敏電阻材料的室溫電阻率一般較大,且電阻值不容易調(diào)控;降低材料的電阻率會帶來溫度系數(shù)的降低,影響熱敏電阻的特性。
為了解決上述技術(shù)問題,愛晟電子推薦一款高性能NTC熱敏電阻材料,其不僅適用于糧倉測溫儀,同時也可應(yīng)用于食品儲存、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)種田、海洋、高空、冰川等方面的溫度測量。這款高性能NTC熱敏電阻材料以氧化銅為主要成分,通過微量元素摻雜改性的材料,得到具有良好NTC效應(yīng)的熱敏電阻材料體系,并且可以通過改變微量摻雜元素來調(diào)節(jié)熱敏電阻的室溫電阻率和材料的溫度常數(shù)。
高性能NTC熱敏電阻材料的成分組成為Cu1-x-yYxTiyO,其中x=0.001~0.09;y=0.01~0.07。釔是半導(dǎo)化元素,可以調(diào)整材料的室溫電阻和材料常數(shù)。鈦是為了調(diào)整熱敏電阻的室溫電阻率和體現(xiàn)熱敏特性的材料常數(shù)與溫度系數(shù),同時鈦的引入也可以增強熱敏電阻的燒結(jié)性。該配方成分中含有銅、鈦、釔金屬元素,其原材料可以是含這些元素的單質(zhì)、氧化物、無機鹽或金屬有機化合物等,使用此材料所制備的NTC熱敏電阻性能穩(wěn)定、可靠性高。
高性能NTC熱敏電阻材料按分子式Cu1-x-yYxTiyO進行配料,其中x=0.008,y=0.01。初始原材料選自氫氧化銅Cu(OH)2、鈦酸四丁酯TBT、三氧化二釔Y2O3。材料制備按以下實驗的工藝步驟進行:
一、按Cu0.982Y0.008Ti0.01O配方配料,稱取初始原料氫氧化Cu(OH)2 19.1580g、三氧化二釔Y2O3 0.1806g、鈦酸四丁酯TBT 0.6806g;
二、將稱取的氫氧化銅、三氧化二釔、鈦酸丁酯原材料分別溶解于稀硝酸中;
三、將配制的三種溶液混合在一起,并利用磁力攪拌加熱器攪拌混合均勻、加熱干燥;
四、將制得的前驅(qū)粉末進行煅燒,溫度為830℃,保溫6小時;
五、將煅燒合成的粉體進行造粒、壓制成厚度為3.5~4.0mm的坯體;
六、將坯體進行燒結(jié),燒結(jié)溫度為990℃,保溫6小時,升溫和冷卻速率均為每分鐘5℃,獲得NTC熱敏陶瓷片;
七、將NTC熱敏陶瓷片兩面磨平后,印刷銀電極;
八、將NTC熱敏電阻進行電阻-溫度特性測量。
高性能NTC熱敏電阻材料的特色和優(yōu)勢是:
一、材料成分簡單,原材料比較豐富、無毒;
二、制備過程中燒結(jié)溫度低,燒結(jié)溫度為1000±50℃,適合陶瓷元件、低溫共燒等NTC熱敏電阻元件的生產(chǎn);
三、通過調(diào)整半導(dǎo)化摻雜元素的含量,可大范圍調(diào)整熱敏電阻的室溫電阻值;
四、通過調(diào)節(jié)成分組成中的鈦的含量,可以較大范圍地調(diào)節(jié)NTC熱敏電阻的材料常數(shù)與溫度系數(shù)。
參考數(shù)據(jù):
CN105967675A《一種適合低溫制備的新型NTC熱敏電阻材料》
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