錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法技術

本發明專利技術涉及錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法。該方法首先以硫酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷的兩種或三種作為金屬離子源，草酸二乙脂作為反應沉淀劑，氨水或氫氧化鈉作為配位劑，進行化學沉淀反應，然后將沉淀產物經抽濾洗滌、干燥研磨、煅燒研磨后得到錳、鎳、鈷基二元或三元熱敏電阻粉體材料。該方法具有操作簡便、成本低、周期短、產率高的特點，所得熱敏電阻粉體為尖晶石結構，粒徑小、形狀好、分散性好、品質好。

Homogeneous coprecipitation preparation method of manganese cobalt nickel based negative temperature coefficient thermistor material

The invention relates to a homogeneous coprecipitation preparation method of a manganese cobalt nickel negative temperature coefficient thermistor material. This method first with manganese sulfate, nickel sulfate, cobalt sulfate two or three as the metal ion source, two oxalic acid ethyl ester reaction as precipitating agent, sodium hydroxide or ammonia as complexing agent, chemical precipitation reaction, then the precipitate by filtration washing, drying and grinding, calcining after grinding by manganese and nickel and two yuan or three yuan of cobalt based thermistor powder material. The method has the advantages of simple operation, low cost, short cycle and high yield, and the obtained thermistor powder is of spinel structure with small particle size, good shape, good dispersibility and good quality.

【技術實現步驟摘要】
錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法
本專利技術涉及一種錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法。
技術介紹
負溫度系數(NegativeTemperaturecoefficient，NTC)熱敏電阻器是一種應用廣泛的溫度測控元件，其性能的好壞將直接影響整個溫度監測系統，對裝備的整體性能和正常運行具有非常重要的意義。錳鈷鎳基尖晶石結構NTC熱敏電阻材料具有B值高、電阻率低且熱穩定性好的優點，因此，被廣泛的應用于家電、汽車、物聯網、航空航天、海洋等領域的溫度測量。隨著現代科技的發展，各領域對元件的一致性和穩定性均提出了更高的要求，這就需要不斷提升制備熱敏電阻元件的每一個關鍵技術環節。熱敏材料合成是制備熱敏電阻元件的第一個重要環節。制備顆粒均勻性好、粒徑尺寸小、化學計量比穩定的NTC熱敏電阻粉體材料是獲得具有良好穩定性和一直性熱敏電阻元件的前提。因此，合成一致性好的NTC熱敏電阻粉體，對于制備NTC熱敏電阻器極有意義。目前，常見的熱敏電阻粉體材料的制備方法有球磨法、共沉淀法、溶膠凝膠法等。球磨法制備粉體具有工藝簡單，成本低等優點，但由于球磨法設備的局限性，因此采用該法很難獲得均勻性好的材料。共沉淀法和溶膠凝膠法均在均勻的化學溶劑環境下完成反應，進而可獲得均勻熱敏粉體，但是具有工藝復雜、實驗可變參數多等缺點。
技術實現思路
本專利技術目的在于，提供一種錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻粉體材料的均勻共沉淀制備方法，該方法首先以硫酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷的兩種或三種作為金屬離子源，草酸二乙脂作為反應沉淀劑，氨水或氫氧化鈉作為配位劑，進行化學沉淀反應，然后將沉淀產物經抽濾洗滌、干燥研磨、煅燒研磨后得到錳、鎳、鈷基二元或三元熱敏電阻粉體材料。該方法具有操作簡便、成本低、周期短、產率高的特點，所得熱敏電阻粉體為尖晶石結構，粒徑小、形狀好、分散性好、品質好。本專利技術所述的一種錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法，按下列步驟進行：a、將硫酸鹽為硫酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷中的兩種或三種按離子摩爾比錳:鎳:鈷＝1-4:0-1:0-5稱取并溶于去離子水中，在溫度40℃下攪拌30-60min，形成濃度為0.5-5mol/L的均勻混合溶液；b、準確稱量分析純草酸二乙酯，用去離子水將其配制成1mol/L的草酸二乙酯溶液，并在溫度40℃下攪拌30-60min，使草酸二乙酯水解；c、用去離子水將氨水或氫氧化鈉配置成濃度為1mol/L的氨水或氫氧化鈉溶液，并在溫度40℃下攪拌30-60min；d、將步驟b配置的草酸二乙酯溶液加入步驟a配置的混合溶液中，逐漸升溫，控制反應溫度在70-90℃下攪拌30-60min，使得溶液混合均勻；e、保持步驟d形成的混合溶液的攪拌速率不變，將步驟c配置的氨水或氫氧化鈉溶液用分液漏斗逐滴加入步驟d形成的混合溶液中，滴定結束后，溶液的pH值在6-10之間；f、將步驟e所得溶液繼續攪拌4-8h后停止攪拌，接著陳化12-24h，形成上層清液和下層沉淀；g、用去離子水對步驟f中下層沉淀進行抽濾洗滌4-10次，再用無水乙醇洗滌1-2次，得到沉淀物；h、將步驟g中沉淀物置于溫度100-120℃進行烘干，烘干后研磨30-60min，得到沉淀粉末，將沉淀粉末于馬弗爐中溫度450-600℃熱分解1-10h；i、將步驟h中熱分解后的粉體繼續研磨1-4h，再于溫度700-1000℃進行預燒，預燒后再研磨1h，即可得錳、鎳、鈷基二元或三元熱敏電阻粉體材料。步驟b中草酸二乙酯的加入量與步驟a中硫酸鹽混合物的摩爾比為1-2:1。本專利技術所述的錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻粉體材料的均勻共沉淀制備方法，該方法的優點為：1)能夠得到化學計量比嚴格可控的錳鈷鎳基熱敏電阻粉體材料；2)均勻共沉淀法制備錳鈷鎳基氧化物粉體具有工藝簡單，成本低，顆粒粒徑小、均勻性好等優點；3)均勻共沉淀法制備錳鈷鎳基氧化物粉體，具有96％以上的產率。附圖說明圖1為本專利技術制備錳鈷鎳氧化物粉體的XRD譜；圖2為本專利技術制備錳鎳氧化物粉體的SEM譜；圖3為本專利技術制備錳鈷氧化物粉體的粒度分布譜。具體實施方式實施例1a、按摩爾比Mn:Ni:Co＝4:1:5將硫酸錳、硫酸鎳和硫酸鈷溶于去離子水中，在溫度40℃下攪拌30-60min，形成濃度為0.5mol/L的均勻混合溶液；b、準確稱量分析純草酸二乙酯20ml，草酸二乙酯的加入量與步驟a中硫酸錳、硫酸鎳和硫酸鈷混合物的摩爾比為2:1，用去離子水將其配制成1mol/L的草酸二乙酯溶液，并在溫度40℃下攪拌30min，使草酸二乙酯水解；c、用去離子水將氨水配置成濃度為1mol/L的氨水或氫氧化鈉溶液，并在溫度40℃下攪拌30-60min；d、將步驟b配置的草酸二乙酯溶液加入步驟a配置的混合溶液中，逐漸升溫，控制反應溫度在70℃下攪拌30min，使得溶液混合均勻；e、保持步驟d形成的混合溶液的攪拌速率不變，將步驟c配置的氨水溶液用分液漏斗逐滴加入步驟d形成的混合溶液中，滴定結束后，溶液的pH值在6；f、將步驟e所得溶液繼續攪拌4h后停止攪拌，陳化12h，形成上層清液和下層沉淀；g、用去離子水對步驟f中下層沉淀進行抽濾洗滌4次，再用無水乙醇洗滌1次，得到沉淀物；h、將步驟g中沉淀物置于溫度100℃進行烘干，烘干后研磨30min，得到沉淀粉末，將沉淀粉末于馬弗爐中溫度450℃熱分解1h；i、將步驟h中熱分解后的粉體繼續研磨1h，再于溫度700℃進行預燒，預燒后再研磨1h，即可得錳、鎳、鈷基三元熱敏電阻粉體材料。實施例2a、按摩爾比Mn:Ni＝1:0.5將硫酸錳和硫酸鎳溶于去離子水中，在溫度40℃下攪拌60min，形成濃度為5mol/L的均勻混合溶液；b、準確稱量分析純草酸二乙酯10ml，草酸二乙酯的加入量與硫酸錳和硫酸鎳混合物的摩爾比為1:1，用去離子水將其配制成1mol/L的草酸二乙酯溶液，并在溫度40℃下攪拌60min，使草酸二乙酯水解；c、用去離子水將氫氧化鈉配置成濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液，并在溫度40℃下攪拌60min；d、將步驟b配置的草酸二乙酯溶液加入步驟a配置的混合溶液中，逐漸升溫，控制反應溫度在90℃下攪拌60min，使得溶液混合均勻；e、保持步驟d形成的混合溶液的攪拌速率不變，將步驟c配置的氨水或氫氧化鈉溶液用分液漏斗逐滴加入步驟d形成的混合溶液中，滴定結束后，溶液的pH值在10；f、將步驟e所得溶液繼續攪拌8h后停止攪拌，接著陳化24h，形成上層清液和下層沉淀；g、用去離子水對步驟f中下層沉淀進行抽濾洗滌10次，再用無水乙醇洗滌2次，得到沉淀物；h、將步驟g中沉淀物置于溫度120℃進行烘干，烘干后研磨60min，得到沉淀粉體，將沉淀粉末于馬弗爐中溫度600℃熱分解10h；i、將步驟h中熱分解后的粉體繼續研磨4h，再于溫度1000℃進行預燒，預燒后再研磨1h，即可得錳、鎳基二元熱敏電阻粉體材料。實施例3a、按摩爾比Mn:Co＝3:1將硫酸錳和硫酸鈷溶于去離子水中，在溫度40℃下攪拌45min，形成濃度為3mol/L的均勻混合溶液；b、準確稱量分析純草酸二乙酯15ml，草酸二乙酯的加入量與硫酸錳和硫酸鈷混合物的摩爾比為1.5:1，用去離子水將其配制成1mol/L的草酸二乙酯溶液，并在溫度40℃下攪拌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法，其特征在于按下列步驟進行：a、將硫酸鹽為硫酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷中的兩種或三種按離子摩爾比錳:鎳:鈷=1?4:0?1:0?5溶于去離子水中，在溫度40℃下攪拌30?60min，形成濃度為0.5?5mol/L的均勻混合溶液；b、準確稱量分析純草酸二乙酯，用去離子水將其配制成1mol/L的草酸二乙酯溶液，并在溫度40℃下攪拌30?60min，使草酸二乙酯水解；c、用去離子水將氨水或氫氧化鈉配置成濃度為1mol/L的氨水或氫氧化鈉溶液，并在溫度40℃下攪拌30?60min；d、將步驟b配置的草酸二乙酯溶液加入步驟a配置的混合溶液中，逐漸升溫，控制反應溫度在70?90℃下攪拌30?60min，使得溶液混合均勻；e、保持步驟d形成的混合溶液的攪拌速率不變，將步驟c配置的氨水或氫氧化鈉溶液用分液漏斗逐滴加入步驟d形成的混合溶液中，滴定結束后，溶液的pH值在6?10之間；f、將步驟e所得溶液繼續攪拌4?8h后停止攪拌，陳化12?24h，形成上層清液和下層沉淀；g、用去離子水對步驟f中下層沉淀進行抽濾洗滌4?10次，再用無水乙醇洗滌1?2次，得到沉淀物；h、將步驟g中沉淀物置于溫度100?120℃進行烘干，烘干后研磨30?60min，得到沉淀粉末，將沉淀粉末于馬弗爐中溫度450?600℃熱分解1?10h；i、將步驟h中熱分解后的粉體繼續研磨1?4h，再于溫度700?1000℃進行預燒，預燒后再研磨1h，即可得錳、鎳、鈷基二元或三元熱敏電阻粉體材料。...

【技術特征摘要】
1.一種錳鈷鎳基負溫度系數熱敏電阻材料的均勻共沉淀制備方法，其特征在于按下列步驟進行：a、將硫酸鹽為硫酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷中的兩種或三種按離子摩爾比錳:鎳:鈷=1-4:0-1:0-5溶于去離子水中，在溫度40℃下攪拌30-60min，形成濃度為0.5-5mol/L的均勻混合溶液；b、準確稱量分析純草酸二乙酯，用去離子水將其配制成1mol/L的草酸二乙酯溶液，并在溫度40℃下攪拌30-60min，使草酸二乙酯水解；c、用去離子水將氨水或氫氧化鈉配置成濃度為1mol/L的氨水或氫氧化鈉溶液，并在溫度40℃下攪拌30-60min；d、將步驟b配置的草酸二乙酯溶液加入步驟a配置的混合溶液中，逐漸升溫，控制反應溫度在70-90℃下攪拌30-60min，使得溶液混合均勻；e、保持步驟d形成的混合溶液的攪拌速率不變...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孔雯雯，常愛民，王軍華，姚金城，
申請(專利權)人：中國科學院新疆理化技術研究所，
類型：發明
國別省市：新疆,65