[发明专利]一种高压TiO2环形压敏电阻器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于信息电子元器件陶瓷材料领域，特征是氧化物基陶瓷非线性压敏电阻材料及其制备方法，特别涉及一种掺杂TiO₂高压环形压敏电阻器及其制备方法。 

背景技术

微电机是各种声相设备、计算机、电动工具及各种电子信息系统的主要驱动装置，微电机在运行过程中会产生电火花，对微电机本身产生破坏，并对周围环境造成电磁污染。在微电机内部使用环形压敏电阻器，可以有效抑制电火花的产生，从而增加微电机的安全性，保护环境。 

环形压敏电阻器是近几十年来发展起来的新型电子陶瓷，主要用于并联在电枢绕组两端以消除电磁干扰和保护马达部件。铁芯马达在工作过程中，电枢换向时会在电刷片和换向器间产生高的瞬时反向电动势，击穿刷片和换向器间的空气而产生高温电火花，不仅烧蚀刷片和换向器表面而导致马达使用寿命下降，同时还伴随宽频的电磁辐射，对用电器电路和周边环境产生辐射干扰。利用压敏电阻的电压敏特性，在电枢换向初期抑制反向电动势的上升，从而达到抑制电火花和消除电磁干扰的目的。 

目前这种环形压敏电阻器的陶瓷基片一般为掺杂ZnO或SrTiO₃压敏陶瓷。ZnO压敏陶瓷由于静电容量小，响应速度慢，以及作为纯电阻性元件其介电常数小，介电损耗大，限制了它的使用；而SrTiO₃压敏陶瓷制备过程中对烧结制度的要求极为苛刻，首先需要在还原性气氛中于1300℃以上的高温下完成半导化，继而还需要在1000℃以上温度下进行氧化热处理，制备工艺复杂，生产成本较高，而且由于其半导化是在高温还原性气氛中实现的，所以在空气中长期使用易发生老化而使性能蜕变，尤其限制了其在高压条件下的使用寿命。 

综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种高压TiO₂环形压敏电阻器的制备方法，以解决以上提到的问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高压环境的制备工艺简单的掺杂TiO₂环形压敏电阻器，通过对传统技术的配方和工艺流程进行改进，从而实现本发明的目的。 

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现： 

一种高压TiO2环形压敏电阻器的制备方法，其特征在于，采用化学纯TiO₂为主原料，掺杂剂包括Nb、Ba、Sr、Ta、W、Bi、Si、Na、Sb、Mn、La、Al、Ca、Cu、Zr、Dy的氧化物和碳酸盐，经配料，球磨，干燥，造粒，成型，排胶，烧结，印电极制成。 

在本发明的一个实施例中，所述配料，球磨，干燥，造粒，成型，排胶，烧结，印电极的具体流程如下： 

i.按照要求配比称量TiO₂及各种掺杂剂成分，采用行星式球磨以180～240r/min的速度球磨3～5h，使其充分混合均匀； 

ii.将步骤i得到的湿料于100～120℃下干燥12～16h，加入黏合剂进行造粒，成型； 

iii.将步骤ii得到的成型片在350～650℃下保温2～4h进行排胶； 

iv.将步骤iii得到的排胶片在1200～1500℃下烧结1～3h； 

v.将步骤iv得到的烧成片印电极，既制得所述的环形压敏电阻器。 

在本发明的一个实施例中，所述步骤ii中的样品成型密度为1.8～3.8g/cm³，并且最佳成型密度出现在2.4～3.0g/cm³之间。 

在本发明的一个实施例中，所述步骤iv中的最佳烧结温度为1280～1400摄氏度。 

在本发明的一个实施例中，所述压敏电阻器在100V～600V之间的压敏电阻通过调节烧结温度来实现。 

在本发明的一个实施例中，所述步骤iv采用同成分粉料在1500℃烧结后所得的“隔离粉”铺垫。 

本发明的有益效果在于：可以获得不同电压范围的高压环形压敏电阻器，E_1mA在100～600V之间，最佳条件下可稳定在200～300V，非线性系数达到3.5以上，制备工艺简单，能耗较低，安全可靠。 

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 

实施例1