專利名稱：熱敏陶瓷材料和由其制得紗線加熱用熱敏電阻及制造方法
技術領域：
本發明屬于半導體陶瓷材料領域，具體涉及一種熱敏陶瓷材料，以及由該熱敏陶瓷材料制得的紗線加熱用熱敏電阻和制造該熱敏電阻的方法。
背景技術：
PTC (Positive Temperature Coeff icient,正溫度系數熱敏電阻)是電加熱裝置中的重要組件，決定電加熱裝置的品質，為 了改善布料的質量，需要在特定的溫度下對紡織過程中的紗線進行加熱。但是實際每臺紡機用到的紗錠有幾百只，如果每條加熱線路的沖擊電流過大的話，容易造成總電路電流過大而造成故障。紗線加熱用熱敏電阻器在使用的過程中，需要避免幾百只紗錠在啟動的時候因為沖擊電流過大而造成的總電流難以承受的狀況，同時還要求在使用的過程中溫度穩定。具體要求如下I、阻值 200 Q 300 Q。2、24V直流沖擊電流小于150mA。3、穩定表面溫度130±5°C。目前市面的紗線加熱用PTC無法同時滿足以上3種要求。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種熱敏陶瓷材料及由該熱敏陶瓷材料制得的用于紗線加熱用PTC。本發明還提供了一種制造該PTC的方法。本發明采用的一個技術方案是一種熱敏陶瓷材料，按摩爾份數計其成分包括65 67 份 BaC03、4 6 份 SrC03、17 19 份 Pb0、10 12 份 CaC03、101 102 份 Ti02、0. 08 0. 10 份 Nb205、0. 03 0. 05 份 Sb203、0. 05 0. 07 份 Mn (NO3)2 以及燒結液相助劑。在本發明一個較佳實施例中，熱敏陶瓷材料的成分按摩爾份數計包括66份BaCO2,5 份 SrCO3>18 份 PbOUl 份 CaCO3'102 份 Ti02、0. 09 份 Nb205、0. 04 份 Sb203、0. 05 份Mn(NO3)2以及燒結液相助劑。按摩爾份數燒結液相助劑包括I. 0 I. 7份Si02。在本發明一個較佳實施例中，燒結液相助劑包括I. 2份Si02。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種紗線加熱用低沖擊電流PTC，由熱敏陶瓷材料制得。該熱敏陶瓷材料，按摩爾份數計其成分包括65 67份 BaCO3>4 6 份 SrCO3> 17 19 份 PbO, 10 12 份 CaCO3> 101 102 份 Ti02、0. 08 0. 10份Nb205、0. 03 0. 05 份 Sb203、0. 05 0. 07 份Mn (NO3)2 以及燒結液相助劑。將BaC03、SrC03、Pb0、Ti02、CaC03等主晶相成分以及施受主摻雜物和燒結液相助劑按照設計的比例配料混合后經濕法球磨、預燒結、二次濕法球磨、造粒和壓片、燒結、后加工等步驟制得PTC片。所述的濕法球磨是將上述混合物濕法球磨20 28小時，料球水的重量比為0.5 I. 5 I 3 I 2，漿料在100 150°C干燥；優選濕法球磨24小時，料球水的重量比為1:2:1. 5，漿料在130°C下干燥；所述的預燒結是將經上述濕法球磨后的混合物在溫度為1140 1160°C下，保溫2 4小時；優選在1150°C下保溫3小時；所述的二次濕法球磨是將預燒結的混合物再次濕法球磨20 28小時，料球水的重量比為0. 5 I. 5 : I 3 : I 2，漿料在100 150°C干燥；優選濕法球磨24小時，料球水的重量比為1:2:1. 5，漿料在130°C下干燥；所述的造粒和壓片是加入PVA造粒,然后壓制成14*8*2. 5mm,密度為3. 3g/cm3的方片；所述的燒結是在溫度為1300 1320°C下，保溫50 70分鐘，I. 5 2V /分鐘降溫到800°C，然后自然降溫到室溫；優選燒結溫度為1310°C，保溫60分鐘，2°C /分鐘降溫到800°C ；所述的后加工是將燒結完成以后的PTC片進行印銀、焊接、包封以后得到12*7*2謹，阻值200 0 300 Q的成品。本發明的熱敏陶瓷材料制得的PTC成品阻值可以達到200 Q 300 Q，24V直流沖擊電流小于150mA，穩定表面溫度130±5°C，該PTC片可以充分滿足紗線加熱用要求。
具體實施例方式下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。實施例1-3為熱敏陶瓷材料組合物實施例I按照摩爾份數計，將如下配比的主晶相成分、施受主摻雜物和燒結液相助劑混合主晶相成分包括65 份 BaC03、4 份 SrC03、17 份 PbO、10 份 CaC03、101 份 TiO2 ；施受主摻雜物包括0. 08 份 Nb2O5、() 03 份 Sb2O3、() 06 份 Mn(NO3)2 ；燒結液相助劑包括I. 0份SiO2。實施例2按照摩爾份數計，將如下配比的主晶相成分、施受主摻雜物和燒結液相助劑混合主晶相成分包括67 份 BaC03、6 份 SrC03、19 份 PbO、12 份 CaC03、101 份 TiO2 ；施受主摻雜物包括0. 10 份 Nb205、0. 05 份 Sb203、0. 07 份 Mn (NO3) 2 ；燒結液相助劑包括1.7份5102。實施例3按照摩爾份數計，將如下配比的主晶相成分、施受主摻雜物和燒結液相助劑混合、
主晶相成分包括66 份 BaC03、5 份 SrC03、18 份 Pb0、ll 份 CaC03、102 份 TiO2 ；施受主摻雜物包括0. 09 份 Nb2O5、() 04 份 Sb2O3、() 05 份 Mn(NO3)2 ；燒結液相助劑包括1.2份5102。實施例4-6為由該熱敏陶瓷材料混合物制得的PTC和制造PTC的方法實施例4
將各成分按實施例I、實施例2或實施例3任一的比例配料，混合均勻。濕法球磨將混合后的原料、球、水以0.5 I I的重量比混合制得混合漿料，濕法球磨20小時；預燒結將上述混合漿料在100°C干燥后，1140°C預燒4小時；二次濕法球磨料、球、水以0.5 I I的重量比混合制得混合漿料，濕法球磨20小時；造粒將上述碾磨后的混合漿料在100°C干燥，然后加入粘結劑PVA(聚乙烯醇)造粒;壓片將造粒顆粒壓制成14*8*2. 5mm,密度為3. 3g/cm3的方片；燒結將方片在1300°C保溫70分鐘，然后以I. 50C /分鐘的速率降溫到800°C，再
自然降溫到室溫；后加工燒結完成以后的PTC片進行印銀、焊接、包封以后得到12*7*2mm，阻值200 Q 300 Q的成品。實施例5將各成分按實施例I、實施例2或實施例3任一的比例配料，混合均勻。濕法球磨將混合后的原料、球、水以I. 5 3 2的重量比混合制得混合漿料，濕法球磨28小時；預燒結將上述混合漿料在150°C干燥后，1160°C預燒2小時；二次濕法球磨料、球、水以I. 5 3 2的重量比混合制得混合漿料，濕法球磨28小時；造粒將上述碾磨后的混合漿料在150°C干燥，然后加入粘結劑PVA(聚乙烯醇)造粒;壓片將造粒顆粒壓制成14*8*2. 5mm,密度為3. 3g/cm3的方片；燒結將方片在1320°C保溫50分鐘，然后以2°C /分鐘的速率降溫到800°C，再自然降溫到室溫；后加工燒結完成以后的PTC片進行印銀、焊接、包封以后得到12*7*2mm，阻值200 Q 300 Q的成品。實施例6將各成分按實施例3的比例配料，混合均勻。濕法球磨將混合后的原料、球、水以I : 2 I. 5的重量比混合制得混合漿料，濕法球磨24小時；預燒結將上述混合漿料在130°C干燥后，1150°C預燒3小時；二次濕法球磨料、球、水以I : 2 I. 5的重量比混合制得混合漿料，濕法球磨24小時；
造粒將上述碾磨后的混合漿料在130°C干燥，然后加入粘結劑PVA(聚乙烯醇)造粒;壓片將造粒顆粒壓制成14*8*2. 5mm,密度為3. 3g/cm3的方片；燒結將方片在1310°C保溫60分鐘，然后以2°C/分鐘的速率降溫到800°C，再自然降溫到室溫；后加工燒結完成以后的PTC片進行印銀、焊接、包封以后得到12*7*2mm，阻值200 Q 300 Q的成品。
本發明的熱敏陶瓷材料制得的PTC成品阻值可以達到200 Q 300 Q，24V直流沖擊電流小于150mA，穩定表面溫度130±5°C，該PTC片可以充分滿足紗線加熱用要求。
權利要求
1.一種熱敏陶瓷材料，其特征在于，按照摩爾份數計其包括以下組分65 67份BaCO3>4 6 份 SrCO3> 17 19 份 PbO, 10 12 份 CaCO3> 101 102 份 Ti02、0. 08 0. 10 份Nb205、0. 03 0. 05 份 Sb203、0. 05 0. 07 份 Mn (NO3)2 以及燒結液相助劑。
2.根據權利要求I所述的陶瓷材料，其特征在于，按照摩爾份數計其包括以下組分66份 BaC03、5 份 SrCO3> 18 份 PbOUl 份 CaCO3> 102 份 Ti02、0. 09 份 Nb205、0. 04 份 Sb2O3>0. 05 份Mn(NO3)2以及燒結液相助劑。
3.根據權利要求I或者2所述的陶瓷材料，其特征在于所述燒結液相助劑按摩爾份數計包括1.0 I. 7份SiO2。
4.根據權利要求3所述的陶瓷材料，其特征在于所述燒結液相助劑按摩爾份數計包括 I. 2 份 SiO2。
5.一種紗線加熱用正溫度系數熱敏電阻，其特征在于所述熱敏電阻由權利要求I 4任一所述的熱敏陶瓷材料制得。
6.一種制造權利要求5所述熱敏電阻的方法，其特征在于，包括以下步驟 a)濕法球磨將混合物按比例混合均勻,濕法球磨20 28小時，料球水的重量比為0.5 I. 5 I 3 I 2，漿料在100 150°C干燥； b)預燒結將濕法球磨后的混合物在溫度為1140 1160°C下,保溫2 4小時； c)二次濕法球磨將預燒結的混合物再次濕法球磨20 28小時，料球水的重量比為0.5 I. 5 : I 3 : I 2，漿料在100 150°C干燥； d)造粒和壓片加入PVA造粒,然后壓制成14*8*2.5mm,密度為3. 3g/cm3的方片； e)燒結在溫度為1300 1320°C下，保溫50 70分鐘，I.5 2°C /分鐘降溫到800°C，然后自然降溫到室溫； f)后加工將燒結完成以后的PTC片進行印銀、焊接、包封以后得到12*7*2mm，阻值200 Q 300 Q的成品。
7.按照權利要求6所述制造熱敏電阻的方法，其特征在于，包括以下步驟 a)濕法球磨將混合物按比例混合均勻，濕法球磨24小時，料球水的重量比為1:2: 1.5，漿料在1301干燥； b)預燒結將濕法球磨后的混合物在溫度為1150°C下，保溫3小時； c)二次濕法球磨將預燒結的混合物再次濕法球磨24小時，料球水的重量比為1:2: 1.5，漿料在1301干燥； d)造粒和壓片加入PVA造粒,然后壓制成14*8*2.5mm,密度為3. 3g/cm3的方片； e)燒結在溫度為1310°C下，保溫60分鐘，2°C/分鐘降溫到800°C，然后自然降溫到室溫； f)后加工將燒結完成以后的PTC片進行印銀、焊接、包封以后得到12*7*2mm，阻值200 300的成品。
全文摘要
本發明公開了一種熱敏陶瓷材料，按摩爾份數計其成分包括65～67份BaCO3、4～6份SrCO3、17～19份PbO、10～12份CaCO3、101～102份TiO2、0.08～0.10份Nb2O5、0.03～0.05份Sb2O3、0.05～0.07份Mn(NO3)2以及燒結液相助劑；還公開了一種采用該熱敏陶瓷材料制得的紗線加熱用PTC和制造該PTC的方法將上述組分按照設計比例混合后經濕法球磨、預燒結、二次濕法球磨、造粒和壓片、燒結、后加工制成PTC；該PTC片阻值可以達到200Ω～300Ω，24V直流沖擊電流小于150mA，穩定表面溫度130±5℃，該PTC片可以充分滿足紗線加熱用要求。
文檔編號C04B35/622GK102617132SQ20121008049
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者石永豐 申請人:常熟市林芝電子有限責任公司