一种ptc热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子陶瓷材料制造技术领域，特别是涉及一种PTC热敏电阻陶瓷烧结 匣钵涂层，以及该涂层的制备方法和在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵中的应用。
【背景技术】
[0002] PTC热敏电阻陶瓷作为加热用元器件已经被越来越广泛的利用，特别是空调行业， 现年用量可达10亿片以上，且每年以20%以上的增长率持续增长。但是空调行业使用的均 为居里温度达240°C以上的高温PTC加热片，该加热片含铅量高，高温烧结过程中产生大量 含铅熔融物，极易与烧结匣钵产生化学反应。现阶段行业大多采用刚玉、莫来石混合烧结匣 钵和99瓷氧化铝匣钵。刚玉、莫来石混合匣钵极易与含铅熔融物发生化学反应，使PTC陶 瓷体内的成分流失或变动，在PTC片边缘形成变性带，对PTC陶瓷的α系数、耐电压等各项 性能产生严重影响，甚至导致PTC材料无法半导化。99瓷氧化铝匣钵不会与PTC陶瓷含铅 熔融物发生化学反应，但该匣钵应力大，在温度急剧变化是极易破裂，在隧道窑内破裂容易 发生堵窑。且成本高为刚玉、莫来石混合匣钵的3倍以上。本发明人曾提出一种PTC热敏 电阻陶瓷烧结匣钵，通过减少烧结匣钵与PTC片的接触面积，达到减轻反应程度，符合高温 PTC烧结要求的目的。但却无法彻底解决刚玉、莫来石混合匣钵与PTC片接触发生化学反应 从而影响PTC热敏电阻陶瓷片质量的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述现有技术的不足，提出一种PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层以及 该涂层的制备方法，同时提出该涂层在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵中的应用。该涂层的制 备成功和应用，彻底解决刚玉、莫来石混合匣钵与PTC片接触发生化学反应从而影响PTC热 敏电阻陶瓷片质量的问题。
[0004] 本发明解决技术问题所采取的技术方案是： 第一个方面，一种PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层，其配方以质量百分计为：Pb3O430%、BaCO3 24%、TiO2 28%、ZrO 14%、CaCO3 2. 3% 和 SiO2 1. 7%。
[0005] 第二个方面，一种如第一方面所述的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层的制备方 法，其依次包括以下步骤： _按配方比例称取Pb304、BaC03、Ti02、Zr0和CaCO 3配制成基料，添加与基料总量为1:1 质量比的去离子水，放入球磨桶球磨40小时，料球比为1:2,制备成浆料； (2>将浆料烘干后放入匣钵进入隧道窑合成，升温速率为200°C /小时，升温至1000°C后 保温8小时，降温速率为150°C /小时，降温至常温； (3:>i降温至常温后，按配方比例加入SiO2，并加入与基料总量为1:0. 7质量比的去离子 水，放入球磨桶球磨22小时，料球比为1:2 ;当球磨到20小时时暂停，加入8% (w/w)浓度 为10% (w/w)的PVA溶液后再球磨2小时，制备成涂料； _将涂料用油漆刷均匀地涂刷在新的烧结匣钵内壁，放入隧道窑进行烧渗，升温速率 为250°C /小时，升温至1250°C后保温1小时，降温速率为250°C /小时，降温至常温； 隨降温至常温后从隧道窑取出烧结匣钵，再次将涂料用油漆刷均匀地涂刷在烧结匣钵 内壁，放入隧道窑进行烧渗，升温速率为250°C /小时，升温至1250Γ后保温1小时，降温速 率为250°C /小时，降温至常温，制得涂层。
[0006] 所述配方以质量百分计为：Pb3O4 30%、BaCO3 24%、TiO2 28%、ZrO 14%、CaCO3 2. 3% 和 SiO2 1. 7%。
[0007] 第三个方面，一种如第一个方面或第二个方面所述的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵 涂层的应用。所述配方以质量百分计为=Pb3O4 30%、BaCO3 24%、TiO2 28%、ZrO 14%、CaCO32. 3%和SiO2 1. 7%。所述涂层主要应用于PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵的内表面。
[0008] 第四个方面，一种内表面具有如第一个方面或第二个方面所述涂层的PTC热敏电 阻陶瓷烧结匣钵，其包括PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体以及设置在PTC热敏电阻陶瓷 烧结匣钵本体内表面的涂层，所述涂层的配方以质量百分计为=Pb3O4 30%、BaCO3 24%、TiO228%、ZrO 14%、CaCO3 2. 3% 和 SiO2 1. 7%。
[0009] 或者，在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体内表面与涂层之间还具有过渡层，所述 过渡层由涂层组份向烧结匣钵本体内表面烧渗形成。
[0010] 本发明所制备的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵，涂层设置于内壁上，包括匣钵侧壁 的内壁和匣钵底部的上侧，即涂层设置在烧结匣钵的内表面。所述涂层的配方为=Pb3O430%、BaCO3 24%、TiO2 28%、ZrO 14%、CaCO3 2. 3% 和 SiO2 1. 7%。所述涂层是通过烧渗工艺设 置到烧结匣钵的内壁上的。本发明采用的烧渗工艺进行两次烧渗，该烧结匣钵内表面便形 成含铅和锆的氧化层，可以阻止PTC片与刚玉莫来石混合匣钵发生化学反应。
[0011] 本发明通过在烧结匣钵内壁上制备涂层，在装载PTC热敏电阻陶瓷片时，涂层隔 断了 PTC热敏电阻陶瓷片与刚玉莫来石混合匣钵的直接接触，从而阻止了 PTC热敏电阻陶 瓷片与刚玉莫来石混合匣钵的化学反应，进而确保PTC热敏电阻陶瓷片的质量。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1 :一种PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层的制备方法，其依次包括以下步 骤： ⑴按配方比例称取Pb304、BaC03、Ti02、Zr0和CaCO 3配制成基料，添加与基料总量为1:1 质量比的去离子水，放入球磨桶球磨40小时，料球比为1:2,制备成浆料； 論将浆料烘干后放入匣钵进入隧道窑合成，升温速率为200°C /小时，升温至1000°C后 保温8小时，降温速率为150°C /小时，降温至常温； (3):降温至常温后进行二次配料，按配方比例加入SiO2，并加入与基料总量为1:0. 7质量 比的去离子水，放入球磨桶球磨22小时，料球比为1:2 ;当球磨到20小时时暂停，加入8% (w/w)浓度为10% (w/w)的PVA溶液后再球磨2小时，制备成涂料； ⑷将涂料用油漆刷均匀地涂刷在新的烧结匣钵内壁，放入隧道窑进行烧渗，升温速率 为250°C /小时，升温至1250°C后保温1小时，降温速率为250°C /小时，降温至常温； _降温至常温后从隧道窑取出烧结匣钵，再将涂料用油漆刷均匀地涂刷在烧结匣钵内 壁，放入隧道窑进行烧渗，升温速率为250°C /小时，升温至1250°C后保温1小时，降温速率 为250°C /小时，降温至常温，制得涂层。
[0013] 实施例2: 一种内表面具有涂层的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵，其包括PTC热敏电阻陶瓷烧结 匣钵本体以及在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体内表面的涂层，涂层的配方以质量百分计 为：Pb3O4 30%、BaCO3 24%、TiO2 28%、ZrO 14%、CaCO3 2. 3% 和 SiO2 1. 7%。
[0014] 实施例3 : 另一种内表面具有涂层的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵，其包括PTC热敏电阻陶瓷烧结 匣钵本体以及在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体内表面的涂层，涂层的配方以质量百分计 为：Pb3O4 30%、BaCO3 24%、TiO2 28%、ZrO 14%、CaCO3 2. 3% 和 SiO2 1. 7%。在 PTC 热敏电阻陶 瓷烧结匣钵本体内表面与涂层之间还具有过渡层，过渡层是烧渗过程中由涂层组份向烧结 匣钵本体内表面烧渗形成。
[0015] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1. 一种PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层，其特征在于，配方以质量百分计为：Pb304 30%、BaC03 24%、Ti02 28%、ZrO14%、CaC03 2. 3% 和Si02 1. 7%。2. -种如权利要求1所述的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层的制备方法，其特征在于： 依次包括以下步骤： ⑴按配方比例称取Pb304、BaC03、Ti02、Zr0和CaC03配制成基料，添加与基料总量为1:1 质量比的去离子水，放入球磨桶球磨40小时，料球比为1:2,制备成浆料； ⑵将浆料烘干后放入匣钵进入隧道窑合成，升温速率为200°C/小时，升温至1000°C后 保温8小时，降温速率为150°C/小时，降温至常温； 顔降温至常温后，按配方比例加入Si02，并加入与基料总量为1:0. 7质量比的去离子 水，放入球磨桶球磨22小时，料球比为1:2 ;当球磨到20小时时暂停，加入8% (w/w)浓度 为10% (w/w)的PVA溶液后再球磨2小时，制备成涂料； (4)将涂料用油漆刷均匀地涂刷在新的烧结匣钵内壁，放入隧道窑进行烧渗，升温速率 为250°C/小时，升温至1250°C后保温1小时，降温速率为250°C/小时，降温至常温； @降温至常温后从隧道窑取出烧结匣钵，再将涂料用油漆刷均匀地涂刷在烧结匣钵内 壁，放入隧道窑进行烧渗，升温速率为250°C/小时，升温至1250°C后保温1小时，降温速率 为250°C/小时，降温至常温，制得涂层。3. 如权利要求2所述的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层的制备方法，其特征在于：所 述配方以质量百分计为：Pb304 30%、BaC03 24%、Ti02 28%、ZrO14%、CaC03 2.3% 和Si021.7%。4. 一种如权利要求1或2所述的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层的应用。5. -种内表面具有如权利要求1或2所述涂层的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵，其特征 在于，包括PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体以及在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体内表面 的涂层，所述涂层的配方以质量百分计为：Pb304 30%、BaC03 24%、Ti02 28%、ZrO14%、CaC03 2. 3% 和Si02 1. 7%。6. 如权利要求5所述的内表面具有涂层的PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵，其特征在于， 在PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵本体内表面与涂层之间具有过渡层，所述过渡层由涂层组份 向烧结匣钵本体内表面烧渗形成。
【专利摘要】本发明涉及一种PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵涂层及其制备和应用。涂层配方以质量百分计为：Pb3O4？30%、BaCO3？24%、TiO2？28%、ZrO？14%、CaCO3？2.3%和SiO2？1.7%。制备方法包括基料配制并球磨成浆料，将浆料烘干并进入隧道窑合成，再配料并球磨制备成涂料，然后进行两次烧渗制得涂层。涂层主要应用于PTC热敏电阻陶瓷烧结匣钵的内表面。本发明通过在烧结匣钵内壁上制备涂层，在装载PTC热敏电阻陶瓷片时，涂层隔断了PTC热敏电阻陶瓷片与刚玉莫来石混合匣钵的直接接触，从而阻止了PTC热敏电阻陶瓷片与刚玉莫来石混合匣钵的化学反应，进而确保PTC热敏电阻陶瓷片的质量。
【IPC分类】C04B41/87, C04B41/89
【公开号】CN105016786
【申请号】CN201510399293
【发明人】林孝杰
【申请人】海宁永力电子陶瓷有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月9日