[发明专利]一种压敏电阻陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及压敏电阻材料领域，具体涉及一种压敏电阻陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

氧化锌压敏陶瓷以其非线性系数高、响应速度快、漏电流小、残压低、制造成本低廉等优势，已成为应用最广、性能最好的压敏电阻材料之一，广泛应用于电力、通信、交通、集成电路、汽车电子、医用设备和家用电器等领域。

现有的压敏电阻以ZnO材料为主，其制备方法是以ZnO粉末为主要原料，添加Bi₂O₃和其它的一些氧化物，如Sb₂O₃、Co₂O₃等，通过高温陶瓷制备工艺得到，高温陶瓷烧结工艺温度为900℃～1300℃，烧结时间为4小时以上。因此现有的压敏电阻为陶瓷型压敏电阻，具有陶瓷材料所具有的共同缺点是机械性能差，脆性强、易碎、再加工困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种压敏电阻陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷材料具有吸收能力与脉冲冲击耐受能力强等良好的电气性能，而且韧性高，不易破碎，再加工性能优越，制备方法简单，能耗低，节约成本。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种压敏电阻陶瓷材料，包括如下重量份的组分：氧化锌ZnO 60～80份、二氧化钛TiO₂5～10份、二氧化锰MnO₂ 3～6份、五氧化二钒V₂O₅ 3～6份、氧化钴Co₂O₃ 1.5～2.8份、氧化铬Cr₂O₃ 1.2～2.2份、五氧化二铌Nb₂O₅ 0.3～0.8份、钛酸锶SrTiO₃ 0.6～1.8份、钛酸镁Mg₂TiO₄ 0.8～2.0份、碳酸锂Li₂CO₃ 0.1～0.6份。

优选地，所述陶瓷材料包括如下重量份的组分：氧化锌ZnO 70份、二氧化钛TiO₂ 6份、二氧化锰MnO₂ 5份、五氧化二钒V₂O₅ 4份、氧化钴Co₂O₃ 1.9份、氧化铬Cr₂O₃ 1.7份、五氧化二铌Nb₂O₅ 0.5份、钛酸锶SrTiO₃ 1.2份、钛酸镁Mg₂TiO₄ 1.5份、碳酸锂Li₂CO₃ 0.2份。

上述压敏电阻陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照重量份称取各组分，混合搅拌均匀后过100～200目筛，加入适量水，放入球磨机中球磨制成浆料；

（2）将浆料在100～150℃烘干至含水量2～6%，放入窑炉中，于800～900℃煅烧3～6小时，得到陶瓷主料；

（3）将陶瓷主料放入球磨机中，加入适量水和3～5%的聚乙烯醇水溶液，球磨成浆液，在鼓风烘箱中干燥1～2小时，再用压力机压制成块状物料，置于干燥通风处2～3天；

（4）将通风干燥后的块状物料通入超微粉碎机中粉碎，过200～300目筛，磨粉机磨粉得到颗粒状的瓷料；

（5）将颗粒状的瓷料通入压力机中压制成圆片状陶瓷胚片，放入窑炉中，升温至450～500℃排胶2～3小时，再升温至900～1000℃烧结保温2～3小时，自然冷却至室温得到该压敏电阻陶瓷材料。

优选地，所述步骤（1）加入的水量为各组分混合后总重量的0.6～1.5倍。

优选地，所述步骤（1）球磨机的转速为400～600r/min，球磨时间为10～18小时。

优选地，所述步骤（3）球磨机的转速为800～1000r/min，球磨时间为6～10小时。

优选地，所述步骤（3）压力机的工作压力为5～10MPa。

优选地，所述步骤（5）压力机的工作压力为10～20MPa。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的压敏电阻陶瓷材料，具有吸收能力与脉冲冲击耐受能力强等良好的电气性能，而且韧性高，不易破碎，再加工性能优越，制备方法简单，能耗低，节约成本。