[发明专利]一种制备氧化锌基压敏电阻的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及材料领域中压敏电阻的制备，具体是一种制备氧化锌基压敏电阻的方法。

(二)背景技术

目前ZnO基压敏电阻的生产工艺依然为传统氧化物陶瓷生产工艺(传统工艺)：原料组份确定后，所需各种氧化物原料在配料后，一般经球磨混料、塑化、造粒(加压造粒、喷雾造粒、冻结造粒等)、压片(单向加压)、排胶、烧结、打磨、披电极等多道工序制备。该生产工艺主要存在以下两方面的缺点：

其一、素坯体均匀性较差。由于采用上述工艺时，素坯体在单向压力作用下成型，随着位置的不同，素坯体中各点的应力状态也随之变化；同时，球形粉料颗粒间的空隙也不可能被完全消除，因此很难制备出均匀性较高的素坯体。从而使采用该工艺制备出的压敏电阻陶瓷的显微组织均匀性也较差。由这种陶瓷生产的压敏电阻在使用过程中，容易产生局域化电导，并在陶瓷中气孔较大、较多的区域内形成裂纹，最终导致压敏电阻的失效。

其二、难以制备出非圆片形的压敏电阻。素坯体采用单向作用下，由于只有在圆柱形(其它近似圆形)的模具中成型时，粉料颗粒才具有最佳的流动性，因此采用工艺制备的压敏电阻通常均为圆片形。而在某些特殊应用场合，很可能需要非圆片形的压敏电阻。如高压压敏电阻应用领域，压敏电阻的包封空间往往是长方体形，由于压敏电阻陶瓷对浪涌的吸收能力和电极间有效晶粒个数(瓷体体积)成正比，因此要求使用长方形或方形的压敏电阻，以尽可能充分的利用空间，使电极间瓷体的体积达到最大，从而提高其对浪涌电流的吸收能力。显然目前传统工艺制备的圆片状压敏电阻无法实现上述目的。

(三)发明内容

为克服原有工艺中存在的难以制备显微组织均匀性高、形状为非圆片形的氧化锌基压敏电阻的缺点，本发明提出一种制备氧化锌基压敏电阻的方法。

为实现上述目的，本发明采用流延、等静压叠压和切割工序取代原有工艺中的造粒、(单向加压)成型工艺，制备出显微组织均匀、外形可为长方形等非圆片形的氧化锌基压敏电阻。具体过程为：

(1)制备混合浆料：按既定配比配料，并根据需要采用常规方法对配料进行预处理；在预处理后的原料中按常规方法添加粘合剂、增塑剂、分散剂和溶剂，并混合均匀，制成所需混合浆料；

(2)制备膜片：将混合浆料在流延机上制成所需厚度的带状膜片，并切割成一定规格的长方形标准膜片；

(3)制备料块：将标准膜片在叠压机上叠压成所需厚度的料块后，采用等静压进行压合；

(4)烧结：将料块切割成所需尺寸的素坯体，然后按以下两种不同条件对素坯体进行排胶和烧结：当素坯体厚度＞1毫米时，按常规流延膜片排胶工艺进行排胶后，在空气氛中烧结；当素坯体的厚度≤1毫米时，先将素坯体夹在平行放置的两块承烧板之间，再按常规流延膜片排胶工艺进行排胶和烧结，以确保制备出无翘曲变形的压敏电阻瓷片。

(5)批电极层：打磨去除瓷片表面的氧化层，并在其表面均匀涂履导电银浆后进行热处理，以在瓷片上下表面形成导电的银电极层；

(6)打磨：对已经具有银电极的瓷片的侧面进行打磨、涂履防护层处理，即制备出所需的压敏电阻；

本发明的优点在于采用流延、等静压叠压和切割工序取代原有工艺中的造粒、(单向加压)成型工艺，素坯体的显微结构均匀，因而可以获得显微组织均匀的陶瓷体。同时，可以根据实际需要通过调整流延膜片厚度和叠压层数来灵活控制压敏电阻的厚度，从而获得不同压敏电压的压敏电阻；并且可以根据需要切割出任意形状的压敏电阻素坯体，以适应不同的通流容量或封装的要求。

(四)具体实施方式

实施例一：

本实施例是制备厚度为1.2毫米，长和宽均为0.5厘米的氧化锌基压敏电阻。

(1)制备混合浆料：在摩尔组成为98.5mol％氧化锌、各0.375mol％五氧化二钒和三氧化二锑、各0.25mol％的钒酸锑、四氧化三锰和三氧化二钴的原料中添加粘合剂、增塑剂、分散剂和溶剂，并混合均匀，制成所需混合浆料。

(2)制备膜片：将上述流延浆料在流延机上制成厚度为40微米的带状膜片，在切割机上述带状膜片切割成10×10厘米的方形标准膜片。

(3)制备料块：将30张上述标准膜片在叠压机上逐层叠压，采用等静压压合，制成厚度为1.2毫米的料块。

(4)烧结：将上述料块切割成长和宽均为0.5厘米的方片形素坯体，然后对其按常规工艺进行排胶，并在空气氛下于900℃烧结4小时。