[发明专利]氧化锌压敏电阻生料、其制备方法及压敏电阻器

说明书

技术领域

本发明涉及压敏电阻器材料技术领域，特别是涉及一种氧化锌压敏电阻生料、其制备方法及使用该氧化锌压敏电阻生料的压敏电阻器。

背景技术

氧化锌压敏电阻器的压敏电阻陶瓷片由氧化锌压敏电阻生料制成。传统的氧化锌压敏电阻生料以氧化锌（ZnO）为主材料，并包含多种微量的金属化合物，如三氧化二铋（Bi₂O₃）、三氧化二锑（Sb₂O₃）、二氧化锰（MnO₂）、四氧化三钴（Co₃O₄）、三氧化二铬（Cr₂O₃）等，主材料和多种金属化合物经混合、成型后在高温下烧结而形成的多晶多相的压敏电阻陶瓷片。使用该压敏电阻陶瓷片的氧化锌压敏电阻器以其造价低廉、制造方便、相应时间快、非线性系数大、通流容量大等优点，广泛应用于电力系统和电子工业中的防雷及过电压保护。

目前，这种氧化锌压敏电阻生料中，几乎都含有比较多（≥1.0mol%）的Sb氧化物，Sb氧化物在压敏电阻陶瓷片中形成尖晶石结构，偏析于晶界，起到抑制ZnO晶粒生长，提高产品的电压梯度，同时也有促进陶瓷晶粒均匀发育，提高产品抗大电流和降低泄漏电流的作用，因而成为氧化锌压敏电阻生料的重要组成部分。研究发现，一旦在氧化锌压敏电阻生料配方中取消Sb的氧化物，使用该氧化锌压敏电阻生料的氧化锌压敏电阻器的电压梯度和电性能必将大大降低，不能满足应用的需要。

然而，锑（Sb）属于重金属元素，三价锑化物不仅有致癌作用，还会影响人体某些酶及器官的作用。随着时代的进步，人类的环保意识也愈来愈强，世界上一些先进国家如美国、日本、欧盟已将Sb元素及其化合物列为优先污染物，在巴塞尔公约中关于危险废物的越境迁移限定中将Sb列为危险废物之列，因此生产中禁止使用Sb元素将是必然，现迫切需要一种新的不含Sb元素且使氧化锌压敏电阻器具有高电压梯度、高电性能氧化锌压敏电阻生料，以满足压敏电阻器的使用需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种不含有锑元素且使氧化锌压敏电阻器具有较高的电压梯度和优异电性能的氧化锌压敏电阻生料。

一种氧化锌压敏电阻生料，按摩尔百分比计，包括如下组分：

在其中一个实施例中，按摩尔百分比计，包括如下组分：

在其中一个实施例中，按摩尔百分比计，包括如下组分：

在其中一个实施例中，按摩尔百分比计，包括如下组分：

一种氧化锌压敏电阻生料的制备方法，包括如下步骤：

将氧化锌、三氧化二铋、二氧化硅、四氧化三钴、碳酸锰、三氧化二铬、三氧化二钇及硝酸铝进行混合得到混合物，所述混合物中，按摩尔百分比计：所述氧化锌占91.48～98.03%、所述三氧化二铋占0.5～2.0%、所述二氧化硅占0.5～2.5%、所述四氧化三钴占0.35～1.5%、所述碳酸锰占0.5～1.0%；所述三氧化二铬占0.1～0.5%、所述三氧化二钇占0.01～2.0%、所述硝酸铝占0.0001～0.001%；

将所述混合物进行湿法球磨，球磨后进行烘烤得到粉料，将所述粉料加入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀后烘干、过筛得到氧化锌压敏电阻生料。

在其中一个实施例中，所述湿法球磨的步骤是将所述混合物倒入球磨罐中，加入去离子水，密封所述球磨罐，然后将所述密封后的球磨罐在行星式球磨机上、于400～500r/min下湿磨4～6小时。

在其中一个实施例中，所述烘烤是于150～200℃下烘烤3～4小时。

在其中一个实施例中，所述烘干是于150～200℃下烘干10～20分钟。

在其中一个实施例中，所述混合物与所述聚乙烯醇溶液的质量比为25:3～10:1。

一种压敏电阻器，包括压敏电阻陶瓷片及分别设置于所述压敏电阻陶瓷片的相对的两个表面上的两个电极，所述压敏电阻陶瓷片由上述氧化锌压敏电阻生料制成。