[发明专利]陶瓷，使用该陶瓷的分级电阻率整料及制备方法

说明书

发明背景

本文呈现的实施方案总的涉及整料结构，更具体地，涉及电阻整料结构。

在电路中控制或改变电流或电压的一种通常的方法为通过使用可变-电阻器或变阻器。通常，对于具有高额定功率的电设备，变阻器可用于设备启动和关闭。例如，整流式DC电动机可具有手动变阻器起动机、三点变阻器起动机、四点变阻器起动机等，以将电枢电流从小的值逐步提高至额定的操作值，以保护DC电动机。然而，在操作期间，变阻器采用步进方式从一个电阻分支转换至另一个。由于供应到电设备的高电压和/或电流，这种转换操作可导致在移动触点和电阻分支之间电弧放电。

另一种已知的方案包括在堆叠中装配的多个不连续电阻层，而移动触点设计成在堆叠之上滑动。然而，随着操作磨损，与移动触点(本文中称为“滑动表面”)接触的堆叠的表面被移动触点磨损，从而导致不均匀的滑动表面。因此，移动触点在堆叠长度之上可能不能保持足够的接触压力。此外，基于电阻层的硬度，堆叠的不同的电阻层可磨损至不同的水平，从而在滑动表面上形成‘台阶’。这可导致移动触点在连续的电阻元件之间的台阶处卡住的可能性。滑动表面的不均匀接触压力和台阶式剖面两者均可导致在移动触点和滑动表面之间电弧放电。另外，这种装配的堆叠难以机械加工和抛光以得到光滑的滑动表面。通常，在机械加工期间装配的堆叠破裂或破坏。

因此，本领域需要解决与已知方案相关的这些和其它缺点的电阻元件。

发明概述

根据一个实施方案，呈现具有分级的电阻率的整料盒。整料盒在第一端和第二端之间具有连续的颗粒结构(grain structure)；其中整料盒的电阻率分级，使得电阻从第一端到第二端连续变化。还呈现了用于形成所述整料盒的方法和组合物。

根据一个实施方案，呈现电阻组合物。所述组合物包含45-58重量%的陶瓷组合物，其中所述陶瓷组合物包含99.5-99.7%氧化锌粉末和0.3-0.5%氧化铝粉末的实质均质的混合物。所述组合物含有42-55重量%的银粉末，其中基于陶瓷组合物与银粉末的比率，组合物的电阻率从1微欧姆-米到1兆欧姆-米变化。

根据一个实施方案，呈现形成整料盒的方法。将多种电阻粉末引入到冲模内，以形成堆叠的层。多种电阻粉末中的每一种包含陶瓷组合物和传导组合物。每层包含不同重量比的陶瓷组合物和传导组合物。在10 Mpa-1 Gpa(giga pascal)之间的压力下，和在15℃-1600℃之间的温度下，将多种电阻粉末压制成为生料盒。随后将该生料盒在800℃-2000℃之间的温度下烧结2-100小时的持续时间。

附图简述

图1为根据一个实施方案的一种实例生料盒的透视图；

图2为根据一个实施方案的一种实例整料盒的透视图；

图3为说明根据一个实施方案用于形成整料盒的电阻粉末的实例组合物的表；

图4为说明根据一个实施方案将电阻率相对于整料盒上的纵向位置绘制的一种实例关系的图；

图5为说明根据一个实施方案将电阻率相对于整料盒上的纵向位置绘制的一种实例关系的图的一部分的扩展图；和

图6说明根据一个实施方案的整料盒的颗粒结构。

元件列表：

100　生料盒

102　层

104　层

106　层

108　层

200　整料盒

202　第一端

204　第二端。

发明详述

根据一个实施方案，呈现在整料盒的长度之上显示分级的电阻率的整料盒。该整料盒可用于例如无弧开关装置。当断路器因漏电跳闸时，在断路器中通常电弧放电。在断路器中，触点必须携带载荷电流，而没有过度加热，并且必须还承受当电路打开时产生的电弧的热量。触点由高传导材料制成。触点的使用寿命受限于打开电路时的电弧放电使接触材料腐蚀。在一些情况下，特别是在易燃气体泄漏期间，电弧可能是着火的潜在起因。整料盒可用于断路器，以实质抑制或完全消除电弧放电。整料盒可布置在无弧开关装置中，使得在转换操作期间开关装置的移动触点在整料盒之上滑动。当关掉时，移动触点可从整料盒的低电阻率端向高电阻率端滑动，同时从关闭的电路位置向打开的电路位置转换。在转换期间电阻的这种受控提高防止固定触点和移动触点之间的电位差突然改变，从而实质抑制或完全消除电弧放电。当开启时，移动触点可从低电阻率端向高电阻率端滑动，同时从打开的电路位置向关闭的电路位置转换。