一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料及其制備方法
【專利摘要】一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料及其制備方法，將ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co3O4、Cr2O3、Mn3O4、Ni2O3、B2O3和A1(NO3)39H2O按比例混合均勻后，采用濕法球磨，得到漿料，將磨好的漿料進(jìn)行噴霧造粒得到固體瓷料，將固體瓷料過篩后密封陳腐即可制得。本發(fā)明通過改變中壓ZnO壓敏電阻瓷料中的添加劑和配比來提高通流能力，使中壓ZnO壓敏電阻瓷料的通流由現(xiàn)在的6KA/cm2提高到8KA/cm2。本發(fā)明添加物的總量比較少，特別是去掉了價格昂貴的AgNO3，使得成本大幅降低。
【專利說明】
-種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬電子材料領(lǐng)域，具體設(shè)及一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] ZnO壓敏電阻是WZnO粉料為主體，添加多種微量的其他金屬化合物添加劑（如 612〇3、562〇3、1此〇3、(：〇2〇3、化2〇3等），經(jīng)混合、成型后在高溫下燒結(jié)而成的多晶多相半導(dǎo)體陶 瓷元件。自它的發(fā)明W來，ZnO壓敏電阻就W其造價低廉、制造方便、非線性系數(shù)大、響應(yīng)時 間快、通流容量大等優(yōu)良性能，得到了廣泛的應(yīng)用，特別是ZnO壓敏電阻具有優(yōu)良的非線性 伏安特性和吸收沖擊能量的能力，使得其成為交直流電力系統(tǒng)和電子電路中發(fā)展較快且應(yīng) 用十分廣泛的電壓保護(hù)裝置，但在ZnO壓敏電阻行業(yè)依然面臨著如何降低壓敏電阻的體積 和重量，使其更加小型化，如何提高壓敏電阻通流能力同時降低生產(chǎn)成本等難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題:提供一種大通流中壓化0壓敏電阻瓷料及其制備方法，通 過改變中壓化0壓敏電阻瓷料中的添加劑和配比來提高通流能力，同時不使用價格昂貴的 AgN〇3,實(shí)現(xiàn)了瓷料生產(chǎn)成本的大幅度降低，并且瓷料性能顯著提高。
[0004] 本發(fā)明的設(shè)計思路:對ZnO壓敏電阻而言，要提高其通流能力不是易事，行業(yè)中一 般都采用通過提高添加物的量來提高通流，目前ZnO壓敏電阻瓷料的通流量可達(dá)到7KA/ CM2,而本發(fā)明是通過減少添加物的量來提高通流，使ZnO壓敏電阻瓷料通流量達(dá)到了 8KA/ cm2W 上。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案:ZnO壓敏電阻瓷料W化0為主要成分，添加多種氧化物，使 添加物偏析在WZnO為主晶相的晶界，構(gòu)成多晶結(jié)構(gòu)，是構(gòu)成ZnO壓敏陶瓷結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生相應(yīng) 的非線性電氣性能的基礎(chǔ)。
[0006] 根據(jù)每一種添加物在體系中所起的作用，添加物的物相組成及相變過程，同時考 慮到添加物與添加物之間的影響因素，本發(fā)明設(shè)計了一系列添加物配比方案，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)：
[0007] 1、要想提高化0壓敏電阻的非線性，必須依靠體系來解決，任何一種添加物都不能 改變它。
[0008] 2、添加物在最終構(gòu)成的多晶結(jié)構(gòu)中，由于其含量的不同，雜質(zhì)的成分及含量的不 同，W及工藝條件的不同均發(fā)生著變化，而且運(yùn)種變化無規(guī)律性，具體表現(xiàn)為電性能的無規(guī) 律變化。
[0009] 因此，要想得到一組較佳的配方就十分困難，本發(fā)明經(jīng)過了大量的實(shí)驗(yàn)研究，最終 確定了一組比較理想的中壓大通流化0壓敏電阻瓷料配方。
[0010] 本發(fā)明一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料，由下述重量比的原料制成:Zn0 100kg， Bi2〇3 1·0-2.0kg，Sb2〇3 2.0-3.0kg，C〇3〇4 0.5-0.9kg，Cr2〇3 0·4-0.7kg，Μπ3〇4 0.3-0.6kg， 化2〇3 0.3-0.6kg，化〇3 0.002-0.006kg，Al(N〇3)3· 9出ο 0.008-0.012邑。
[00川所述ΖηΟ含量>99.7%，雜質(zhì)Na+Je2+的含量《20ppm。
[001 ^ 所述Bi20洽量>99% ;所述Sb20洽量>99.8% ;所述C0304含量在71 %-73%之間； 所述化地3含量> 99 % ;所述Mm化中儘含量> 71 % ;所述Ni203中儀含量在73-76 %之間；所述 B203含量 > 99 % ;所述A1 (N03 ) 3。9出0含量 > 99 %。
[0013] -種大通流中壓化0壓敏電阻瓷料的制備方法：
[0014] 步驟一、將 aiO、Bi2〇3、訊 2〇3、(：03〇4、吐2〇3、]?113〇4、化2〇3、82〇3和41(^3)39此0按所述重 量比混合均勻后，加入球磨機(jī)中，并采用濕法球磨，加入純水55-62kg和PVA粘合劑6-lOkg， 攬拌球磨2.5-4h，得到漿料，其中球占球磨機(jī)有效容積的2/3;
[0015] 步驟二、將步驟一磨好的漿料進(jìn)行噴霧造粒得到固體瓷料;所述噴霧造粒的工藝 參數(shù)如下：離屯、式霧化盤轉(zhuǎn)速7800y/mim，噴塔進(jìn)口溫度250°C-300°C，噴塔出口溫度80°C- 120。。
[0016] 步驟Ξ、將固體瓷料過100目篩，密封陳腐20-3化即可。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0018] 1、本發(fā)明通過改變中壓ZnO壓敏電阻瓷料中的添加劑和配比來提高通流能力，使 中壓化0壓敏電阻瓷料的通流由現(xiàn)在的6KA/cm2提高到8KA/cm2;
[0019] 2、采用本發(fā)明生產(chǎn)的中壓ZnO壓敏電阻瓷料制做的壓敏電阻器，同樣的通流則體 積小，反之，同樣體積則通流大，擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。同時，由于本發(fā)明添加物的總量比 較少，特別是去掉了價格昂貴的AgN〇3，使得成本大幅降低；
[0020] 3、本發(fā)明提高了中壓化0壓敏電阻瓷料的性能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)主要性能指標(biāo)為：
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1:
[0023] 1、配料。首先確定各種材料的質(zhì)量符合規(guī)定要求:ZnO含量>99.7%，雜質(zhì)化+、尸6 2+ 的含量《20ppm; Bi2〇3含量>99 % ; Sb2〇3含量>99.8% ; C〇3〇4含量在71 %-73%之間；化2〇3含 量>99%;1113〇4中儘含量>71%;化2〇3中儀含量在73-76%之間；82〇3含量>99%;八1 (N03)3 · 9也0含量>99%。然后按下述瓷料配方，準(zhǔn)確稱量配料:ZnO 100kg，Bi2〇3 1.43kg， Sb2〇3 2.65kg，C〇3〇4 〇.585kg，Cr2〇3 0.504kg，Mn3〇4 〇.458kg，Ni2〇3 〇.406kg，B2〇3 2.51g， A1(N03) · 9也0 lOg。
[0024] 2、球磨。將稱量好的料加入到攬拌球磨機(jī)中，再加純水58Kg、PVA粘合劑（聚乙締 醇)8kg，攬拌球磨化(其中球占球磨機(jī)的有效容積2/3)。
[0025] 3、噴霧造粒。將磨好的漿料進(jìn)行噴霧造粒得到固體瓷料。噴霧造粒的工藝參數(shù)如 下:離屯、式霧化盤轉(zhuǎn)速7800y/mim，噴塔進(jìn)口溫度280°C，噴塔出口溫度100°C。
[0026] 4、過篩陳腐。將造粒好的固體瓷料過100目篩，再密封陳腐24h，即得到大通流中壓 ZnO壓敏電阻瓷料。
[0027] 實(shí)施例2:工藝步驟與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于瓷料配方不同：ZnO 100kg， Bi2〇3 1.81kg，Sb2〇3 2.71kg，C〇3〇4 0.683kg，Cr2〇3 0.650kg，Mn3〇4 0.512kg，Ni2〇3 0.453kg，B2〇32.58g，Al(N〇3)*OT2〇llg。
[0028] 最后對瓷料進(jìn)行電性能檢測，并對經(jīng)檢測合格的瓷料包裝。取制得的瓷料樣干壓 成型后制成Φ 25mmX2mm的圓餅胚體，在1230°C保溫化，燒結(jié)得到Φ 21.06mmXl. 6mm的壓敏陶 瓷片，在其兩端面涂80銀漿，經(jīng)氧化還原成銀片，焊引線，絕緣漆封裝，測得電性能如下表：
[0029]
[0030] 本發(fā)明生產(chǎn)的瓷料電性能均能達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，外觀一致性好，單、疊裝燒結(jié)性能一 致。
[0031] 上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故W本發(fā) 明權(quán)利要求所述內(nèi)容的等同變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料，其特征在于由下述重量比的原料制成：ZnO 100kg，Bi2〇3 1.0-2.0kg，Sb2〇3 2.0-3.0kg，C03O4 0.5-0.9kg，〇Τ2〇3 0.4-0.7kg，Mn3〇4 0.3-0.6kg，Ni2〇3 0.3_0.6kg，B2〇3 0.002_0.006kg，Al(N〇3)3*9H2〇 0.008-0.012g。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料，其特征在于:所述ZnO含量 彡99.7%，雜質(zhì)Na+、Fe2+的含量彡20ppm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料，其特征在于:所述Bi2O3含 量彡99% ;所述Sb2O3含量彡99.8% ;所述Co3〇4含量在71%-73%之間；所述Cr2O3含量彡 99 % ;所述Mn3〇4中錳含量多71 % ;所述Ni2〇3中鎳含量在73-76 %之間；所述B2O3含量多99 % ; 所述Al (NO3)3。9H20含量彡 99 %。4. 一種大通流中壓ZnO壓敏電阻瓷料的制備方法，其特征在于步驟如下： 步驟一、將 211〇、8乜03、5132〇3、(：〇3〇4、0 2〇3、]\1113〇4、附2〇3、8 2〇3和厶1(吣3)39!120按所述重量比 混合均勾后，加入球磨機(jī)中，并采用濕法球磨，加入純水55-62kg和PVA粘合劑6-10kg，攪拌 球磨2.5-4h，得到漿料，其中球占球磨機(jī)有效容積的2/3; 步驟二、將步驟一磨好的漿料進(jìn)行噴霧造粒得到固體瓷料;所述噴霧造粒的工藝參數(shù) 如下：離心式霧化盤轉(zhuǎn)速7800y/mim，噴塔進(jìn)口溫度250°C_300°C，噴塔出口溫度80°C_120 °C； 步驟三、將固體瓷料過100目篩，密封陳腐20-30h即可。
【文檔編號】H01C7/112GK105906339SQ201610246644
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】黃欣剛
【申請人】寶雞瑞豐電子科技有限公司