一种可低温烧结BiFeO₃基高性能负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种可低温烧结BiFeO3基高性能负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法，它是先合成(1-x)BiFeO3-xMeMO3粉体，再不掺入或掺入少量SiO2，经压制成型、烧结制成掺SiO2的(1-x)BiFeO3-xMeMO3热敏陶瓷材料。本发明制备的可低温烧结BiFeO3基高性能负温度系数热敏陶瓷材料，烧结温度低于950℃且性能稳定，性能测试表明能够获得较好的综合热敏性能：热敏常数β25/85大于5000K，室温电阻率ρ25小于106Ω·cm，老化率η低于5%。制备过程采用传统的陶瓷固相烧结制备工艺，采用工艺相对简单、稳定，因而具有较高的实用性和推广应用前景。

主权项

一种可低温烧结BiFeO3基高性能负温度系数热敏陶瓷材料及其制备方法，其特征是：包括如下步骤：（1）合成(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3粉体：Me为Ba、Sr；M为Ti、Sn、Zr，及Sb与Sn的组合；先按(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3化学计量比以MeCO3：Bi2O3：Fe2O3：M的氧化物 = x：(1‑x)/2：(1‑x)/2：x摩尔比例混合，球磨过筛，烘干，在750~800℃保温2~4小时进行预烧，把所得预烧粉体进行二次球磨过筛，获得(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3粉体，其中0.02≤x≤0.2；（2）不掺入或掺入少量SiO2：把（1）获得的(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3粉体按照[(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3]：SiO2 = 100：y摩尔比例混合球磨，烘干得掺SiO2的(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3粉体，其中0≤y≤5；（3）压制成型：把（2）获得的掺SiO2的(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3粉体加入5%聚乙烯醇（PVA）混合均匀，烘干，然后在成型机上压制成圆形坯体；（4）热敏陶瓷坯体烧结：把所得坯体在850~950℃范围内保温2~4小时烧结成瓷，即得到掺SiO2的(1‑x)BiFeO3‑xMeMO3热敏陶瓷材料。