NTC熱敏電阻具有靈敏度高、受磁場影響小、價格低廉等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于溫度監(jiān)測、溫度控制、溫度補償?shù)阮I(lǐng)域。目前實際應(yīng)用的NTC熱敏電阻材料大多選擇Mn-Co-Ni-Cu-Fe系尖晶石型過渡金屬氧化物,以此類金屬氧化物為基礎(chǔ)的NTC熱敏電阻材料,以其穩(wěn)定的性能,寬廣的使用溫度范圍,得到了快速發(fā)展,尤其是含錳尖晶石系NTC熱敏電阻材料,已經(jīng)成為NTC材料的基石。
在溫度范圍從-60℃~300℃的范圍內(nèi),通常應(yīng)用基于MnO的尖晶石結(jié)構(gòu)的材料。但MnO材料的電阻率太高,故而不適用于作為NTC熱敏材料,目前通常的做法是通過摻雜其他的金屬元素來改善其導(dǎo)電性,鎳是被應(yīng)用最廣泛的一種元素。目前絕大部分的尖晶石結(jié)構(gòu)的NTC材料都添加了鎳,因為鎳離子不易轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r或低價離子,它的主要作用是進(jìn)入B位形成全反或半反尖晶石晶體結(jié)構(gòu),促使載流子的形成。這類NTC材料主要包括Ni-Mn-O、Fe-Ni-Mn-O、Zn-Ni-Mn-O、Co-Ni-Mn-O和Cu-Ni-Mn-O等體系。
但是鎳元素的加入,有如下弊端:
一、鎳是相對昂貴的元素,通過摻雜鎳來改善NTC材料的電性能,會使材料成本變高。
二、鎳應(yīng)用于某些與人體接觸的器件上時,如生物工程材料器件、醫(yī)用設(shè)備等,有些人群會出現(xiàn)過敏現(xiàn)象。因此,國際上對含鎳制品的使用控制越來越嚴(yán)格,在某些行業(yè)甚至禁止含鎳產(chǎn)品的應(yīng)用。
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,愛晟電子為大家介紹一款無鎳NTC熱敏電阻,能夠有效地降低生產(chǎn)成本,拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。這種NTC熱敏電阻,其電阻材料的化學(xué)通式為CuxZnyMn3-x-yO4,其中0.1≤x≤0.9,0.8≤y≤1,B值范圍為3000~5500K,25℃電阻率為100~60000Ω·CM,電阻漂移率為0.1~3%。這款NTC熱敏材料的制備方法包括以下步驟:
(1)按照結(jié)構(gòu)通式CuxZnyMn3-x-yO4,其中0.1≤x≤0.9,0.8≤y≤1,分別稱取含有Cu、Zn、Mn元素的原料進(jìn)行混合,混合后中加入分散劑和磨介材料,進(jìn)行磨制混合;
(2)將磨制好的混合粉體干燥,干燥溫度控制在70~120℃;
(3)將干燥后的粉體煅燒,煅燒溫度控制在600~900℃,煅燒時間為1~12小時;
(4)在煅燒后的粉體中添加粘結(jié)劑進(jìn)行造粒,獲得流動性好的粉粒;
(5)將步驟(4)所得的粉粒模壓成型,成型壓力控制在200~300MPa;
(6)將成型后的素坯從室溫加熱到1000~1200℃燒結(jié),控制升溫速率為1~20℃/min,保溫?zé)Y(jié)2~24小時,然后隨爐冷卻至室溫,得到NTC熱敏電阻材料。
其中,步驟(1)中含有Cu、Zn、Mn元素的原料選自含有Cu、Zn、Mn元素的氧化物、碳酸鹽、乙酸鹽、或草酸鹽類;分散劑包括無水乙醇、去離子水、丙酮或丁酮,磨介材料包括瑪瑙球、二氧化鋯球或氧化鋁球;原料與分散劑的質(zhì)量比為1∶1~4,原料與磨介材料的質(zhì)量比為1∶3~5,球磨時間為0.5~10小時,球磨機轉(zhuǎn)速為50~200轉(zhuǎn)/分鐘。步驟(4)中的粘結(jié)劑包括聚乙烯醇,聚乙烯醇縮丁醛或羧甲基纖維素,粘結(jié)劑與煅燒后的粉體的質(zhì)量比為1~5∶99~95。
廣東愛晟電子科技有限公司生產(chǎn)的NTC熱敏電阻,具有良好的耐熱循環(huán)、高精度、快速響應(yīng)的等特點,被廣泛應(yīng)用于辦公用品、汽車行業(yè)、智能家居、醫(yī)療設(shè)備等。
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