[发明专利]一种氧化锌压敏电阻用稀土氧化物复合添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌压敏电阻用稀土氧化物复合添加剂及其制备方法，属于功能陶瓷材料制备技术领域。

背景技术

氧化锌压敏电阻自1968年被日本松下开发以来就以成本低廉、制备简单、非线性系数大、响应快、漏电流小等优异的性能，广泛应用于各种高压输电线路、直流供电系统以及大型电网系统。随着上述各种高压工程系统的快速发展，对相关设备的安全性和可靠性提出了更高的要求，因此，电性能优良，可靠性高的压敏陶瓷材料的开发受到人们的广泛关注。

氧化锌压敏陶瓷通常是在氧化锌基体材料中添加适量的其他金属氧化物添加剂，如三氧化二铋，三氧化二锑，三氧化钴，二氧化锰，三氧化铬等，经球磨混合，成型后进行高温烧结而成。其中，在氧化锌压敏陶瓷中掺杂适量的稀土氧化物，可以使其钉轧在晶界处，起到抑制氧化锌晶粒生长的作用，同时还可以显著提高氧化锌压敏陶瓷的压敏电压。

专利CN1844044A通过单掺或双掺稀土氧化物氧化铈和氧化轧，可以使电位梯度提高到500V/mm以上。

专利CN101279844A通过添加未掺杂或掺有Al₂O₃的Sc₂O₃和稀土氧化物Y₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Er₂O₃、Nd₂O₃、Dy₂O₃中的一种，使氧化锌压敏陶瓷的电位梯度提高到1300～1600V/mm，非线性系数为30～50，漏电流为2～20μA。

专利CN101265083A通过添加稀土元素钇和镨的硝酸盐，使氧化锌压敏陶瓷的电位梯度提高到1000～1300V/mm。

目前现有方法一般采用将稀土氧化物和氧化锌基料以及Bi、Co、Sb、Mn、Cr等元素的氧化物同时球磨混合以获得氧化锌压敏电阻材料，一方面导致微量的稀土元素添加剂很难分散均匀，从而影响压敏陶瓷的显微结构均匀性和稀土氧化物在压敏陶瓷晶界的钉轧效果，进而影响压敏陶瓷的电位梯度和综合电性能；另一方面，通过添加稀土元素的硝酸盐然后高温分解获得稀土氧化物添加剂的方法，虽然能改善稀土氧化物添加剂的分散均匀性，但是，高温煅烧时会产生氮氧化物等有害物质，对环境造成严重的污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种氧化锌压敏电阻用稀土氧化物复合添加剂的制备方法。

本发明首先制备两种或者两种以上的稀土元素盐沉淀，然后经煅烧后获得氧化锌压敏电阻用稀土氧化物复合添加剂。与传统的稀土氧化物添加剂的添加方法相比，本发明所述稀土氧化物复合添加剂的添加可有效改善稀土氧化物在氧化锌压敏陶瓷中的分散均匀性，同时能有效改善氧化锌压敏陶瓷的显微结构，改善稀土氧化物在压敏陶瓷晶界的钉轧效果，提高了氧化锌压敏电阻的综合电性能。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述氧化锌压敏电阻用稀土氧化物复合添加剂的制备方法为：沉淀稀土元素盐，然后过滤，得到沉淀，洗涤、干燥、煅烧，得到氧化锌压敏电阻用稀土氧化物复合添加剂。其中，所述稀土元素选自Sc、Y、Pr、Ce、La、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的两种或者两种以上的混合物。所述混合物，例如Sc/Y/Pr、Ce/La、Nd/Pm/Sm/Eu、Ce/La/Nd/Pm、Sm/Eu/Gd/Tb、Tb/Dy/Ho/Er/Tm、Eu/Gd/Tb/Dy/Ho/Er、Sc/Y/Pr/Ce/La/Nd/Pm、Sc/Y/Pr/Ce/La/Nd/Pm、Pr/Ce/La、La/Nd/Pm、Gd/Tb/Dy、Er/Tm/Yb、Y/Pr/Ce/La、Er/Tm、Tm/Yb、Gd/Tb、Sm/Eu、Dy/Ho、Sm/Eu/Gd/Tb/Dy/Ho/Er/Tm/Yb、Sc/Lu、Y/Pr/Lu、Y/Pr/Lu/Gd/Tb、Pr/Lu/Eu/Gd/Tb/Dy、Sm/Eu/Gd/Tb/Lu、Er/Tm/Yb/Lu、Sm/Eu/Gd/Tb/Lu、Sc/Y/Pr/Lu、La/Nd/Lu、Y/Nd/Lu、Lu/Pm/Sm。

本领域技术人员可获知的任何可以沉淀稀土盐的方法均可实现本发明，作为优选方案，本发明所述沉淀稀土盐的方法为草酸盐沉淀法(草酸为沉淀剂)、二氧化碳沉淀法(二氧化碳为沉淀剂)、碳酸氢铵沉淀法(碳酸氢铵为沉淀剂)，优选草酸盐沉淀法。