[发明专利]一种高非线性、低漏电流压敏电阻片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高非线性、低漏电流压敏电阻片，组成成分包括：ZnO、Bi₂O₃、Co₂O₃、MnO₂、Sb₂O₃、Cr₂O₃、NiO、SiO₂和Al₂O₃，且各成分之间的摩尔比为ZnO:Bi₂O₃:Co₂O₃:MnO₂:Sb₂O₃:Cr₂O₃:NiO:SiO₂:Al₂O₃＝1520‑1540:7‑12:15‑17:8‑10:13‑16:4‑6:7‑9:23‑25:0.8‑1.5。进一步的，本发明还提供了上述高非线性、低漏电流压敏电阻片的制备方法。本发明通过氧化物原料的特定配比影响烧结机制和势垒高度，降低了烧成温度并提高了ZnO压敏电阻的非线性，降低ZnO电阻片漏电流，具有更高的性能且制备过程工艺简单，生产成本低，利于规模化生产。

技术领域

本发明属于电工材料制备技术领域，具体涉及一种高非线性、低漏电流压敏电阻片及其制备方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)压敏陶瓷是一种多晶的电子陶瓷烧结体，是在氧化锌(ZnO)粉末中加入微量的氧化铋(Bi₂O₃)、氧化钴(Co₂O₃)，二氧化锰(MnO₂)、氧化锑(Sb₂O₃)、氧化铬(Cr₂O₃)等添加物，经过混合成型后在高温下烧结而成的瓷体。它可以作为浪涌吸收器、电压保护器、变阻器和避雷器等，已成为电子陶瓷领域的重要材料。随着集成电路和输电电压等级的不断提高，设备的绝缘问题也日益严峻，采用高梯度的ZnO压敏电阻可以降低设备的绝缘水平，从而减少在提高设备绝缘方面的高昂投入。高的非线性系数会带来更快速的响应和对设备更高效的保护。

ZnO压敏陶瓷配方大多都要在超高的温度(1000～1300℃)下才能实现烧结，颗粒在高温下容易长大和烧结出现硬团聚现象，所以在制备高非线性ZnO压敏陶瓷领域里最大的挑战是限制ZnO晶粒的长大。此外，现在对电子产品安全等级的要求越来越高，也就要求ZnO压敏电阻片的漏电流需要控制在很小的范围之内。

在当前的研究和工业生产中大多通过降低压敏电阻烧成温度，或者缩短保温时间来减小晶粒的生长。然而这种方法使压敏电阻的U-I非线性、老化性能和通流能量变差。此外，当前普遍采用Al离子作为施主离子添加到ZnO压敏电阻中来提高ZnO晶粒的电阻率，从而起到降低残压的目的。但是Al离子的添加会造成电阻片的漏电流增大，非线性系数降低和老化特性变差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高非线性、低漏电流压敏电阻片及其制备方法，能够有效解决添加Al离子造成的电阻片漏电流增大、非线性系数降低的问题。