（一）技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熱敏材料及傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法。
（二）
背景技術(shù)：
高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制備的元件與傳感器用于汽車電子、各種半導(dǎo)體器件和傳感器的溫度補(bǔ)償以及寬溫區(qū)測(cè)溫要求高電阻值/低b值的元件，但由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外相關(guān)高電阻率、低b值產(chǎn)品，相對(duì)mems數(shù)字傳感器來說精度偏低，因此能夠制造更高精度的高電阻率/低b值的低成本材料成為全球同行業(yè)追求的目標(biāo)。
負(fù)溫度系數(shù)熱敏的基本特性決定熱敏材料，通常使用的熱敏材料是由過度金屬mn、fe、co、ni、cu的氧化物按不同比例配制而成的，同時(shí)摻入一些高價(jià)或低價(jià)的其他金屬化氧化物。目前市場(chǎng)上高電阻率、低b值材料的電阻率500-2000ωcm，b值（材料系數(shù)）在800-1800k范圍內(nèi)；而電阻率10-100kωcm，b值（材料系數(shù)）在1000-2200k范圍內(nèi)，還未見報(bào)道，成為當(dāng)今負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制造的一大難題。
（三）
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品性能好的高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料，其特征在于：以ni-cu-fe系氧化物作為主配方，在主配方中摻入cr2o3、cao、zro、sic制成；其中，主配方由重量比為15-30:45-60:10-35的nio、cuo和fe2o3組成，cr2o3、cao、zro、sic的添加總量為主配方重量的1-9%
其中，所述cr2o3、cao、zro、sic的重量配比為10-25:10-20:20-35:20-40。
本發(fā)明所述的高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料的制備方法，其特征在于：在主配方中摻入cr2o3、cao、zro、sic后進(jìn)行18-24h的球磨，然后經(jīng)100-150℃烘干后加入粘合劑，制成200-300目的顆粒，再制成成形圓片，在900-1200℃高溫下燒結(jié)2-6h，最后印刷得到成品。
其優(yōu)選的技術(shù)方案為：
所述球磨時(shí)，球磨物料、水和球的重量配比為1:1.0-1.3:1.4-1.8。
所述粘合劑為質(zhì)量濃度為10-20%的聚乙烯醇溶液，其用量為主配方重量的20-30%。
所述成形圓片的直徑為5cm，成形密度為2.4-3.6g/cm3。
所述燒結(jié)過程為以0.5℃/min的速率由室溫升溫至500℃，然后恒溫2h；再以0.8℃/min的速率由500℃升溫至800℃，恒溫2h后，以6℃/min的速率升溫至燒結(jié)溫度，燒結(jié)2-6h，然后隨爐降溫。
所述印刷時(shí)，在750-850℃的銀漿還原溫度下還原漿料，還原時(shí)間為25-35min。
本發(fā)明中配方和燒結(jié)為關(guān)鍵工藝，配方?jīng)Q定了材料特性，燒結(jié)則是實(shí)現(xiàn)這一特性的保證，得到的材料電阻率為10-100kωcm，b值（材料系數(shù)）為1000-2200k。
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，具有致密性好、穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性能優(yōu)良等特點(diǎn)，是各種傳感器所需的重量材料。
（四）具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
（1）配方：以nio、cuo、fe2o3為原料，純度為工業(yè)級(jí)，取nio：cuo：fe2o3=28：55：17（wt%）+5%（添加劑）=25：55：20（wt%）+5%（添加劑）=22：55：23（wt%）+5%（添加劑）=18：55：27（wt%）+5%（添加劑）；添加劑為：cr2o3：cao：zro：sic=20:15:30:35wt%,24小時(shí)球磨；
（2）將上述比例配方料球磨24小時(shí)，料：水：球=1.0:1.2:1.5；
（3）造粒：在粉料中加入濃度為15%的pva膠溶液24%wt，手工造粒,過200-300目篩；
（4）成形：成形ф5.4（mm）×1.2（mm）的坯片，壓制密度為3.2g/cm3；
（5）將成形的坯片裝入陶瓷缽中在1080℃高溫下燒結(jié)3小時(shí)。燒結(jié)曲線為：
室溫～500℃升溫速率為0.5℃/min，
500℃～500℃恒溫2小時(shí)，
500℃～800℃升溫速率為0.8℃/min，
800℃～800℃恒溫2小時(shí)，
800℃～1080升溫速率為6℃/min，
1080恒溫3小時(shí)，
然后隨爐降溫，200℃以下，出爐。
（6）利用絲網(wǎng)印刷電極；820℃溫度下還原30min。
（7）本發(fā)明的一種高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成元件測(cè)試其電阻率、b值結(jié)果如下表(以100支芯片統(tǒng)計(jì))：
結(jié)果表明，隨著nio量的減少，電阻率下降，b值隨之下降，一種高電阻率、低b值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料電阻率、b值與ni-cu-fe系材料相關(guān)。
實(shí)施例2：
主配方取nio：cuo：fe2o3=23：52：25（wt%），添加劑的量分別取為1.0、3.0、5.0、7.0、9.0wt%，按實(shí)施例1的工藝制作成樣品，其測(cè)試結(jié)果如下表（以100支芯片統(tǒng)計(jì)）：
結(jié)果表明，隨著添加劑量的增加，電阻率和b值變化很小，一致性以添加劑4%為中心最好，隨添加劑增加或減少其一致性變大。
實(shí)施例3：
配方取nio、cuo、fe2o3=23：52：25（wt%），添加劑的量為5wt%，按實(shí)施例1的工藝做成坯片，取不同的燒結(jié)溫度燒結(jié)，樣品的測(cè)量結(jié)果如下表(以100支芯片統(tǒng)計(jì))：
結(jié)果表明，隨著燒結(jié)溫度的增加,電阻率下降，b值隨之下降。
本發(fā)明的材料配方和制備技術(shù)可以批量生產(chǎn)，材料的性能滿足溫度傳感器所需的各種參數(shù)，這種材料具有致密性好、穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性能優(yōu)良等特點(diǎn)，是傳感器所需的重要材料。