论文部分内容阅读
PTC热敏陶瓷以其特殊的阻温特性而广泛用于智能开关、加热器和消磁器等。随着科技的发展,对器件性能的要求越来越高,电极作为连接陶瓷和电路的中介,其性能对整个器件有着至关重要的影响。
本文以欧姆接触的铝电极浆料为研究对象,以降低铝电极浆料的接触电阻,提高粘附力和抗老化性能为目标,并以三辊轧机、丝网印刷等工艺为技术依托,采用XRD、DSC、SEM及其他电极性能测试为分析方法,系统的研究了铝电极浆料中各组分及印刷和烧成工艺对对电极性能的影响。
铝电极浆料主要由有机载体、玻璃粉和铝粉按一定比例混合而成。有机载体主要使浆料满足一定的工艺性能,其粘度和挥发特性对浆料性能具有重要的影响;玻璃粉主要起粘接铝粉的作用,其结晶性能、在固相中的含量及粒度均对电极性能有一定的影响。研究发现:添加0.7~1.35wt%的表面活性剂卵磷脂,铝电极浆料的粘度为140~400Pa·S,浆料在印刷过程中不出现粘网或电极边界不齐的现象;另外具有层次挥发性的有机载体在电极烧结过程中对铝粉有一定的保护作用;成核剂TiO2在玻璃中添加2.2~2.5wt%、玻璃粉在固相中含量为25.5~27vol%、粒度在2.7~3.2μm,铝粉粒径为2~2.5μm,电极与陶瓷的接触电阻低,形成欧姆接触,粘附力良好,抗老化性能优良。
对抗氧化剂的研究发现,在铝电极浆料中加入1vol%的锌粉(平均粒径d≤1μm),铝电极与PTC陶瓷的接触电阻较低;或者在铝粉表面包覆一层松香树脂,铝电极与PTC陶瓷的接触电阻较未包覆松香树脂的低。
丝网印刷是电极制作工艺的一个重要环节,丝网目数对电极膜厚有重要的影响,研究结果表明选用200目的丝网,电极的膜厚在28~32μm,满足工业生产要求;对烧成工艺的研究发现,升温速率为15℃/min,电极的接触电阻较小;峰值保温时间随着峰值温度的升高而减少,峰值温度为660℃,需要保温为10min,峰值温度升高到850℃,适宜的保温时间为20s,而且不影响电极性能,提高了产品的生产效率。