NTC热敏电阻具有灵敏度高、受磁场影响小、价格低廉等优点,被广泛应用于温度监测、温度控制、温度补偿等领域。目前实际应用的NTC热敏电阻材料大多选择Mn-Co-Ni-Cu-Fe系尖晶石型过渡金属氧化物,以此类金属氧化物为基础的NTC热敏电阻材料,以其稳定的性能,宽广的使用温度范围,得到了快速发展,尤其是含锰尖晶石系NTC热敏电阻材料,已经成为NTC材料的基石。
在温度范围从-60℃~300℃的范围内,通常应用基于MnO的尖晶石结构的材料。但MnO材料的电阻率太高,故而不适用于作为NTC热敏材料,目前通常的做法是通过掺杂其他的金属元素来改善其导电性,镍是被应用最广泛的一种元素。目前绝大部分的尖晶石结构的NTC材料都添加了镍,因为镍离子不易转变为高价或低价离子,它的主要作用是进入B位形成全反或半反尖晶石晶体结构,促使载流子的形成。这类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等体系。
但是镍元素的加入,有如下弊端:
一、镍是相对昂贵的元素,通过掺杂镍来改善NTC材料的电性能,会使材料成本变高。
二、镍应用于某些与人体接触的器件上时,如生物工程材料器件、医用设备等,有些人群会出现过敏现象。因此,国际上对含镍制品的使用控制越来越严格,在某些行业甚至禁止含镍产品的应用。
为了克服上述现有技术存在的缺陷,爱晟电子为大家介绍一款无镍NTC热敏电阻,能够有效地降低生产成本,拓展产品应用领域。这种NTC热敏电阻,其电阻材料的化学通式为CuxZnyMn3-x-yO4,其中0.1≤x≤0.9,0.8≤y≤1,B值范围为3000~5500K,25℃电阻率为100~60000Ω·CM,电阻漂移率为0.1~3%。这款NTC热敏材料的制备方法包括以下步骤:
(1)按照结构通式CuxZnyMn3-x-yO4,其中0.1≤x≤0.9,0.8≤y≤1,分别称取含有Cu、Zn、Mn元素的原料进行混合,混合后中加入分散剂和磨介材料,进行磨制混合;
(2)将磨制好的混合粉体干燥,干燥温度控制在70~120℃;
(3)将干燥后的粉体煅烧,煅烧温度控制在600~900℃,煅烧时间为1~12小时;
(4)在煅烧后的粉体中添加粘结剂进行造粒,获得流动性好的粉粒;
(5)将步骤(4)所得的粉粒模压成型,成型压力控制在200~300MPa;
(6)将成型后的素坯从室温加热到1000~1200℃烧结,控制升温速率为1~20℃/min,保温烧结2~24小时,然后随炉冷却至室温,得到NTC热敏电阻材料。
其中,步骤(1)中含有Cu、Zn、Mn元素的原料选自含有Cu、Zn、Mn元素的氧化物、碳酸盐、乙酸盐、或草酸盐类;分散剂包括无水乙醇、去离子水、丙酮或丁酮,磨介材料包括玛瑙球、二氧化锆球或氧化铝球;原料与分散剂的质量比为1∶1~4,原料与磨介材料的质量比为1∶3~5,球磨时间为0.5~10小时,球磨机转速为50~200转/分钟。步骤(4)中的粘结剂包括聚乙烯醇,聚乙烯醇缩丁醛或羧甲基纤维素,粘结剂与煅烧后的粉体的质量比为1~5∶99~95。
广东爱晟电子科技有限公司生产的NTC热敏电阻,具有良好的耐热循环、高精度、快速响应的等特点,被广泛应用于办公用品、汽车行业、智能家居、医疗设备等。
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