CN1794370A - 一种提高热敏电阻烧结集中率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高热敏电阻烧结集中率的方法，通过对正温度系数热敏电阻(PTC)的配方和工艺调整达到烧结一次阻值集中率提高的目的的一种方法，通过该方法控制正温度系数热敏电阻(PTC)烧结可以明显提高烧结的阻值集中率，该方法尤其涉及用于钛酸钡(BaTiO3)系热敏电阻烧结。一种提高正温度系数热敏电阻(PTC)烧结阻值集中率的方法，通过调节配方中施主和受主量，使施主掺杂接近阻值最低掺杂点，或减少烧结工艺中产品的氧吸入量。本发明通过该方法控制正温度系数热敏电阻(PTC)烧结可以明显提高烧结的阻值集中率。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种提高热敏电阻烧结集中率的方法，通过对正温度系数热敏电阻(PTC)的配方和工艺调整达到烧结一次阻值集中率提高的目的的一种方法，通过该方法控制正温度系数热敏电阻(PTC)烧结可以明显提高烧结的阻值集中率，该方法尤其涉及用于钛酸钡(BaTiO3)系热敏电阻烧结。
背景技术
由于BaTiO3系正温度系数热敏电阻拥有比较大的温度系数，因此，产生一系列的特性而在众多行业中应用。对比国外PTC制造商，我国PTC制造厂家由于存在因缺乏资金和科技力量等原因而造成生产设备性能差，原材料质量差和波动大，对于生产工艺和成本控制带来极大的困绕。目前，国内的PTC主要原材料TiO2、BaCO3、BaTiO3以及含Ca、Sr、Pb的掺杂剂和其他微掺杂剂都存在批次的波动，PTC制造厂家烧结窑炉简陋和烧结环境气氛恶劣，因而造成产品集中率一直居低不高，用低档设备和材料生产出低成本高质量产品是我国PTC行业所面临的迫切问题。本发明方法提供了解决上述问题的方法，在实践中证明切实有效。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种提高热敏电阻烧结集中率的方法。
本发明目的通过下述方案实现：本发明的目的可以通过调节配方和烧结曲线来实现，即：通过对正温度系数热敏电阻(PTC)的配方和工艺调整达到烧结一次阻值集中率提高的目的。
本发明主要是依靠控制减少PTC在烧结降温氧化阶段PTC产品的吸氧量来提高产品集中率。
原理是：PTC阻值的增大与配方中施主和受主的掺杂量以及在PTC烧结冷却阶段氧的吸入量有关。在烧结过程中温度的波动、环境的不稳定以及PTC坯片摆放方式和位置差异造成的不同PTC坯片氧吸入量的不同，使不同烧结情况出来的阻值差异很大。所以控制烧结冷却阶段的氧吸入量成为关键。
本发明优越性在于：通过该方法控制正温度系数热敏电阻(PTC)烧结可以明显提高烧结的阻值集中率。
附图说明
附图、半导化元素掺杂量跟阻值关系示意图。
具体实施方式
实例一：通过配方中调节半导化试剂，既施主如：Y、Nb等和受主如Mn、Mg等的掺杂比例来控制烧结冷却阶段吸入氧的量。在配方中阻值(用R表示)跟施主掺杂量(用Y表示)的关系如图：
从附图、半导化元素掺杂量跟阻值关系示意图中可以看出，随着施主的掺杂量Y增加，PTC阻值呈U型变化。PTC配方掺杂一般在Ymin右边进行，假设施主掺杂波动ΔY＝Y2-Y1不变，可以看出施主掺杂Y越靠近Ymin，相应阻值变化ΔR＝R2-R1越小，即阻值越集中。所以可以把配方调节在施主Y掺杂靠近Ymin阻值越集中，为了调节PTC阻值达到我们预想的阻值必须把受主如Mn、Fe、Mg等的量加入更多。由于受主含量增多，因此烧结过程中降温冷却阶段停留时间短，且部分受主在晶界的存在可以阻碍氧的吸入，达到PTC烧结后阻值集中的目的。
实验过程如下：
配方A：(1-x-0.15)BaCO3+xSrCO3+1.01TiO2+0.15CaCO3+0.0022Y2O3+0.02SiO2+0.0007Mn
配方B：(1-x-0.15)BaCO3+xSrCO3+1.01TiO2+0.15CaCO3+0.0016Y2O3+0.02SiO2+0.00011Mn
经过球磨——预烧——二次球磨—造粒后，压制成Φ15×3.0mm，烧结(条件：在1330度烧结120min，150度/小时降温至室温)，各抽取100片涂敷In-Ga合金电极测阻值。统计结果如下表：
| 配方 | 平均阻值R(Ω) | 标准偏差(δ) |
| 配方A | 17.5 | 3.5 |
| 配方B(本发明推荐) | 18.1 | 1.2 |
实例二：通过调节烧结工艺曲线来调节产品烧结的集中率。众所周知，如果PTC在正常烧结温度范围内，随着保温时间增长，在冷却氧化阶段停留的时间越长，阻值越大。因此，我们通过增加保温时间的方法，同时缩短氧化冷却时间，减少氧的吸入量，达到阻值烧结集中率的提高。
实验过程如下：
配方：(1-x-0.15)BaCO3+xSrCO3+1.01TiO2+0.15CaCO3+0.0022Y2O3+0.02SiO2+0.0007Mn依序经过球磨、预烧、二次球磨、造粒后，压制成Φ15×3.0mm，分三种条件烧结：
烧结A：1330度烧结120min小时，150度/小时降温至室温；
烧结B：1330度烧结90min小时，120度/小时降温至室温
烧结B：1330度烧结60min小时，95度/小时降温至室温
采用同一实验炉，程序控制升降温。
每次烧结抽取100片涂敷In-Ga合金电极测阻值。统计结果如下表：
| 烧结 | 平均阻值R(Ω) | 标准偏差(δ) |
| 烧结A(本发明推荐) | 17.5 | 3.5 |
| 烧结B | 17.8 | 4.1 |
| 烧结C | 17.9 | 5.0 |
Claims (4)
1.一种提高正温度系数热敏电阻(PTC)烧结阻值集中率的方法，通过调节配方中施主和受主量，使施主掺杂接近阻值最低掺杂点，或减少烧结工艺中产品的氧吸入量。
2.根据权利要求1所述的提高正温度系数热敏电阻(PTC)烧结阻值集中率的方法，特征在于：配方中施主掺杂量在Y/Ymin＝1～1.4，其中，Y是指能使PTC半导化的所有元素，包括Y、Nb、Bi、Ce、La中的一种或一种以上微量元素组合，依照半导化元素掺杂量跟阻值关系曲线。
3.根据权利要求1所述调节配方中受主掺入量，使烧结时降温速度大于或等于150度/小时。
4.根据权利要求1所述调节烧结条件，改变烧结条件，保温时间增长1.5倍，使降温速度大于或等于150度/小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510112427 CN1794370A (zh) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | 一种提高热敏电阻烧结集中率的方法 |
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| CN 200510112427 CN1794370A (zh) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | 一种提高热敏电阻烧结集中率的方法 |
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| CN1794370A true CN1794370A (zh) | 2006-06-28 |
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ID=36805755
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| CN 200510112427 Pending CN1794370A (zh) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | 一种提高热敏电阻烧结集中率的方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN1794370A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9805847B2 (en) | 2013-01-30 | 2017-10-31 | Byd Company Limited | Thermistor material and method of preparing the same |
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2005
- 2005-12-30 CN CN 200510112427 patent/CN1794370A/zh active Pending
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