[发明专利]一种压敏陶瓷薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷薄膜及其制备方法，具体涉及一种压敏陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷加工技术领域。

背景技术

压敏陶瓷材料是指在某一特定电压范围内具有非线性欧姆（V-I）特性、其电阻值随电压的增加而急剧减小的一种半导体陶瓷材料。根据这种非线性V-I特性，可以用这种半导体陶瓷材料制成非线性电阻元件，即压敏电阻器。压敏电阻器的应用很广，可以用于抑制电压浪涌、过电压保护。由于压敏电阻器在保护电力设备安全、保障电子仪器正常稳定工作方面有重要作用，且由于其造价低廉，制作方便，因此在航天、航空、国防、电力、通讯、交通和家用电器等许多领域得以广泛的应用。

按照外形和结构的特征，压敏电阻器可分为：单层结构压敏电阻器、多层结构压敏电 阻 器 （multilayer varistor，MLV） 和避雷器用压敏电阻片（亦称阀片）。根据其工作电压，压敏电阻器也可分为低压压敏电阻器和高压避雷器阀片。

目前商品化的压敏电阻器 来 自 ZnO、TiO 、SrTiO等不同体系的压敏陶瓷系列。其中性能优异，应用最广的当属从20世纪60年代末发展起来的ZnO压敏电阻。ZnO压敏电阻器一般是由ZnO粉料按照配方要求，添加有Bi、Sb、Mn、Co、Cr等金属氧化物，通过常规电子陶瓷制备工艺经高温烧结而成。晶相结构为固溶有Mn、Co的ZnO主晶相，富Bi晶间相和小颗粒状的尖晶石相。ZnO压敏电阻具有优秀的非线性欧姆特性、通流能量以及老化特性。

ZnO压敏陶瓷是一类电阻随加于其上的电压而灵敏变化的电阻器，其工作原理基于所用压敏电阻材料特殊的非线性伏安特性。 由ZnO半导体陶瓷制成的压敏电阻器由于其造价低廉、制造方便、非线性系数大、响应时间快、残压低、电压温度系数小、泄漏电流小等独特性能，能起到过压保护、抗雷击、抑制瞬间脉冲的作用，而广泛应用于电力（交、直流输配电）、交通、通讯、工业保护、电子、军事等领域。随着电力的发展和电网的改造，电子信息、家电行业的发展，对压敏电阻器的需求量越来越大，对性能的要求将越来越高，特别是军事装备的现代化、信息化、对压敏电阻器的性能提出了更高的要求。

CN201110107605.7公开了氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料及制备方法，该专利利用配料球磨后干燥，造粒后压制成素坯，烧结成溅射靶材；再利用磁控溅射法制备氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料，虽然得到的陶瓷薄膜性能较优，但是对设备的要求较高，从而导致该专利在工业上的应用存在一次性投资高、产品成本难以降低等问题；本发明从节约成本的角度出发，以ZnO、Bi₂O₃等为原料，开发出一种工艺简单、成本低廉、性能优良的陶瓷薄膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种压敏陶瓷薄膜，该陶瓷薄膜具有良好的压敏特性，制备工艺简单，适于在工业上的大规模生产。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种压敏陶瓷薄膜，由下列重量份的组分组成：

ZnO 60～90份、Bi₂O₃ 1～10份、Sb₂O₃ 0～5份、MnO₂ 0.2~1.5份、Pr₆O₁₁ 5~10份；

ZnO 60～70份、Bi₂O₃ 1～5份、Sb₂O₃ 0～3份、MnO₂ 0.8~1.5份、Pr₆O₁₁ 7~10份；

ZnO 80～90份、Bi₂O₃ 5～10份、Sb₂O₃ 0～3份、MnO₂ 0.8~1.5份、Pr₆O₁₁ 7~10份；

ZnO 70～80份、Bi₂O₃ 5～10份、Sb₂O₃ 3～5份、MnO₂ 0.2~0.8份、Pr₆O₁₁ 7~10份；