[发明专利]一种低压ZnO压敏电阻陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能陶瓷技术领域，特别涉及一种低压ZnO压敏电阻陶瓷及其制备方法。

背景技术

压敏陶瓷是功能陶瓷的一种，它是指一定温度下，某一特定电压范围内，具有非线性伏安特性且其电阻随电压的增加而急剧减小的一种半导体陶瓷材料。目前压敏陶瓷主要有4大类。其中应用广、性能好的当属氧化锌压敏陶瓷。由于由于ZnO压敏陶瓷呈现较好的压敏特性，压敏电阻α值(非线性指数)高(α>60SiC压敏电阻器10倍以上)，有可调整C值和较高的通流容量，因此得到广泛的应用。在电力系统、电子线路、家用电器等各种装置中都有广泛的应用，尤其在性能浪涌吸收、过压保护、超导性能和无间隙避雷器方面的应用最为突出。

随着电子通信设备小型化的要求，元器件的应用电压大幅度降低，要求低压化。根据ZnO压敏陶瓷的微观结构模型，实现低压化的途径主要有两条：一是减小压敏电阻的厚度；二是增大晶粒平均粒径。通过方法一制备压敏电压为6V的压敏陶瓷，其电阻器的厚度应小于100μm。但用该法制备低电压压敏陶瓷需要的设备价格昂贵，且工艺控制过程较为复杂。对于方法二而言，可通过提高烧成温度或延长保温时间来达到，但提高烧成温度或延长保温时间会导致氧化锌及其添加物的大量挥发，而使元器件失去非线性或者性能劣化。此外，通过在配方中引入晶粒生长促进剂，可促进晶粒生长并明显降低压敏电压，但同时由于晶粒发育不均匀，造成通流量不大。

发明内容

本发明提供了一种低压ZnO压敏电阻陶瓷及其制备方法，该低压ZnO压敏电阻陶瓷能克服上述方法的不足并且能达到增加晶粒平均尺寸的目的。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种低压ZnO压敏电阻陶瓷，是由下述重量份的原料制成：ZnO 80～90份、Bi₂O₃1～10份、MnO₂ 0.6～1.2份、BaCO₃ 0.1～0.8份、Sb₂O₃ 0.7～1.1份、Co₂O₃ 0.8～1.2份、SiO₂0.9～1.5份、Cr₂O₃ 0.8～1.2份。

其中，优选地，一种低压ZnO压敏电阻陶瓷，是由下述重量份的原料制成：ZnO 83～97份、Bi₂O₃4～6份、MnO₂ 0.8～1.0份、BaCO₃ 0.3～0.6份、Sb₂O₃ 0.8～1.0份、Co₂O₃ 0.9～1.1份、SiO₂ 1.1～1.3份、Cr₂O₃ 0.9～1.1份。

其中，优选地，一种低压ZnO压敏电阻陶瓷，是由下述重量份的原料制成：ZnO 90份、Bi₂O₃5份、MnO₂ 0.9份、BaCO₃ 0.5份、Sb₂O₃ 0.9份、Co₂O₃ 1.0份、SiO₂ 1.2份、Cr₂O₃ 1.0份。

本发明并提供了一种低压ZnO压敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)籽晶的制备：取BaCO₃和原料配方中总量的20～50％的ZnO混合，置于加有去离子水或酒精的球磨罐中，球磨后烘干，造粒压片后于1400℃下烧结10h，在开水中煮6～8小时，洗涤后，用方孔筛分离出200～500目的籽晶待用；