一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料及其制备方法
【专利摘要】一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料及其制备方法，将ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co3O4、Cr2O3、Mn3O4、Ni2O3、B2O3和A1(NO3)39H2O按比例混合均匀后，采用湿法球磨，得到浆料，将磨好的浆料进行喷雾造粒得到固体瓷料，将固体瓷料过筛后密封陈腐即可制得。本发明通过改变中压ZnO压敏电阻瓷料中的添加剂和配比来提高通流能力，使中压ZnO压敏电阻瓷料的通流由现在的6KA/cm2提高到8KA/cm2。本发明添加物的总量比较少，特别是去掉了价格昂贵的AgNO3，使得成本大幅降低。
【专利说明】
-种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属电子材料领域，具体设及一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] ZnO压敏电阻是WZnO粉料为主体，添加多种微量的其他金属化合物添加剂（如 612〇3、562〇3、1此〇3、(：〇2〇3、化2〇3等），经混合、成型后在高溫下烧结而成的多晶多相半导体陶 瓷元件。自它的发明W来，ZnO压敏电阻就W其造价低廉、制造方便、非线性系数大、响应时 间快、通流容量大等优良性能，得到了广泛的应用，特别是ZnO压敏电阻具有优良的非线性 伏安特性和吸收冲击能量的能力，使得其成为交直流电力系统和电子电路中发展较快且应 用十分广泛的电压保护装置，但在ZnO压敏电阻行业依然面临着如何降低压敏电阻的体积 和重量，使其更加小型化，如何提高压敏电阻通流能力同时降低生产成本等难题。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题:提供一种大通流中压化0压敏电阻瓷料及其制备方法，通 过改变中压化0压敏电阻瓷料中的添加剂和配比来提高通流能力，同时不使用价格昂贵的 AgN〇3,实现了瓷料生产成本的大幅度降低，并且瓷料性能显著提高。
[0004] 本发明的设计思路:对ZnO压敏电阻而言，要提高其通流能力不是易事，行业中一 般都采用通过提高添加物的量来提高通流，目前ZnO压敏电阻瓷料的通流量可达到7KA/ CM2,而本发明是通过减少添加物的量来提高通流，使ZnO压敏电阻瓷料通流量达到了 8KA/ cm2W 上。
[0005] 本发明的技术解决方案:ZnO压敏电阻瓷料W化0为主要成分，添加多种氧化物，使 添加物偏析在WZnO为主晶相的晶界，构成多晶结构，是构成ZnO压敏陶瓷结构并产生相应 的非线性电气性能的基础。
[0006] 根据每一种添加物在体系中所起的作用，添加物的物相组成及相变过程，同时考 虑到添加物与添加物之间的影响因素，本发明设计了一系列添加物配比方案，经过试验发 现：
[0007] 1、要想提高化0压敏电阻的非线性，必须依靠体系来解决，任何一种添加物都不能 改变它。
[0008] 2、添加物在最终构成的多晶结构中，由于其含量的不同，杂质的成分及含量的不 同，W及工艺条件的不同均发生着变化，而且运种变化无规律性，具体表现为电性能的无规 律变化。
[0009] 因此，要想得到一组较佳的配方就十分困难，本发明经过了大量的实验研究，最终 确定了一组比较理想的中压大通流化0压敏电阻瓷料配方。
[0010] 本发明一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料，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%，杂质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%之间； 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 %之间；所述 B203含量 > 99 % ;所述A1 (N03 ) 3。9出0含量 > 99 %。
[0013] -种大通流中压化0压敏电阻瓷料的制备方法：
[0014] 步骤一、将 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 量比混合均匀后，加入球磨机中，并采用湿法球磨，加入纯水55-62kg和PVA粘合剂6-lOkg， 揽拌球磨2.5-4h，得到浆料，其中球占球磨机有效容积的2/3;
[0015] 步骤二、将步骤一磨好的浆料进行喷雾造粒得到固体瓷料;所述喷雾造粒的工艺 参数如下：离屯、式雾化盘转速7800y/mim，喷塔进口溫度250°C-300°C，喷塔出口溫度80°C- 120。。
[0016] 步骤Ξ、将固体瓷料过100目筛，密封陈腐20-3化即可。
[0017] 本发明与现有技术相比具有的优点和效果：
[0018] 1、本发明通过改变中压ZnO压敏电阻瓷料中的添加剂和配比来提高通流能力，使 中压化0压敏电阻瓷料的通流由现在的6KA/cm2提高到8KA/cm2;
[0019] 2、采用本发明生产的中压ZnO压敏电阻瓷料制做的压敏电阻器，同样的通流则体 积小，反之，同样体积则通流大，扩大了产品的应用范围。同时，由于本发明添加物的总量比 较少，特别是去掉了价格昂贵的AgN〇3，使得成本大幅降低；
[0020] 3、本发明提高了中压化0压敏电阻瓷料的性能。经实验主要性能指标为：
[0021]
【具体实施方式】
[0022] 实施例1:
[0023] 1、配料。首先确定各种材料的质量符合规定要求:ZnO含量>99.7%，杂质化+、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%之间；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%之间；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，准确称量配料: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。将称量好的料加入到揽拌球磨机中，再加纯水58Kg、PVA粘合剂（聚乙締 醇)8kg，揽拌球磨化(其中球占球磨机的有效容积2/3)。
[0025] 3、喷雾造粒。将磨好的浆料进行喷雾造粒得到固体瓷料。喷雾造粒的工艺参数如 下:离屯、式雾化盘转速7800y/mim，喷塔进口溫度280°C，喷塔出口溫度100°C。
[0026] 4、过筛陈腐。将造粒好的固体瓷料过100目筛，再密封陈腐24h，即得到大通流中压 ZnO压敏电阻瓷料。
[0027] 实施例2:工艺步骤与实施例1基本相同，不同之处在于瓷料配方不同：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] 最后对瓷料进行电性能检测，并对经检测合格的瓷料包装。取制得的瓷料样干压 成型后制成Φ 25mmX2mm的圆饼胚体，在1230°C保溫化，烧结得到Φ 21.06mmXl. 6mm的压敏陶 瓷片，在其两端面涂80银浆，经氧化还原成银片，焊引线，绝缘漆封装，测得电性能如下表：
[0029]
[0030] 本发明生产的瓷料电性能均能达到设计指标，外观一致性好，单、叠装烧结性能一 致。
[0031] 上述实施例只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故W本发 明权利要求所述内容的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
【主权项】
1. 一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料，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. 根据权利要求1所述的一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料，其特征在于:所述ZnO含量 彡99.7%，杂质Na+、Fe2+的含量彡20ppm。3. 根据权利要求2所述的一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料，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%之间；所述Cr2O3含量彡 99 % ;所述Mn3〇4中锰含量多71 % ;所述Ni2〇3中镍含量在73-76 %之间；所述B2O3含量多99 % ; 所述Al (NO3)3。9H20含量彡 99 %。4. 一种大通流中压ZnO压敏电阻瓷料的制备方法，其特征在于步骤如下： 步骤一、将 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，加入球磨机中，并采用湿法球磨，加入纯水55-62kg和PVA粘合剂6-10kg，搅拌 球磨2.5-4h，得到浆料，其中球占球磨机有效容积的2/3; 步骤二、将步骤一磨好的浆料进行喷雾造粒得到固体瓷料;所述喷雾造粒的工艺参数 如下：离心式雾化盘转速7800y/mim，喷塔进口温度250°C_300°C，喷塔出口温度80°C_120 °C； 步骤三、将固体瓷料过100目筛，密封陈腐20-30h即可。
【文档编号】H01C7/112GK105906339SQ201610246644
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】黄欣刚
【申请人】宝鸡瑞丰电子科技有限公司