[发明专利]可降低残压比的氧化锌电阻片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降低残压比的氧化锌电阻片及其制备方法，该方法经准备氧化锌电阻片的原料、浆料的制备、坯体的制备和烧结四大步骤制备得到氧化锌电阻片；通过前预煅烧的方式将Mg²⁺和Al³⁺离子共同渗入ZnO晶粒内部，由于Mg²⁺离子粒径略小于Zn²⁺离子，可在ZnO晶格内形成拉应力，促进了Al³⁺离子的有效渗入，避免Al³⁺离子在ZnO晶界附近的富集，使Al³⁺离子向ZnO晶粒内部渗透，可有效降低ZnO晶粒电阻，且减小晶界Al³⁺离子浓度，这样便不会增大漏电流，所制备的氧化锌电阻片残压比和残压都有效降低。本发明工艺简单，易于控制，成本低廉。

技术领域

本发明涉及电阻电气元件技术领域，具体涉及一种可降低残压比的氧化锌电阻片及其制备方法。

背景技术

氧化锌电阻片是一种半导体陶瓷型的电气保护元件，具有优异的非线性电流—电压特性。氧化锌电阻片广泛应用于交直流高压输变电系统、配电系统、低压集成电路系统、地铁和电气化铁路机车供电系统等，与被保护的设备并联使用。当设备暴露在过电压下时，氧化锌电阻片的阻抗将从几乎开路状态转变为高导电状态，将瞬态过电压钳位在安全水平，以便使受保护的设备可以安全运行。

残压比的大小决定了钳制瞬态过电压的高低程度，残压比越小，对要并联设备的保护则越有效。残压比即雷电波冲击时氧化锌电阻片的最高电压与1mA电流通过时压敏电压的比值，故降低残压比可采用提高1mA电流通过时的压敏电压或降低雷电波冲击时氧化锌电阻片的最高电压两种手段。而当氧化锌电阻片的应用场合确定后，1mA下的压敏电压范围是固定的，故降低残压比的有效手段就是降低雷电波冲击时氧化锌电阻片的最高电压。在雷电流冲击下，决定氧化锌电阻片的最高电压的因素是氧化锌电阻片的晶粒电阻，晶粒电阻越小，残压值越低，而晶粒电阻的大小是由氧化锌电阻片内部的金属氧化物添加剂的施主浓度决定的，通常添加的施主元素是Al³⁺离子。但值得注意的是，Al³⁺离子添加越多，漏电流越大，导致氧化锌电阻片的综合电气性能变差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可降低残压比的氧化锌电阻片及其制备方法，本发明通过前预煅烧的方式将Mg²⁺和Al³⁺离子共同渗入ZnO晶粒内部，由于Mg²⁺离子粒径略小于Zn²⁺离子，可在ZnO晶格内形成拉应力，促进了Al³⁺离子的有效渗入，避免Al³⁺离子在ZnO晶界附近的富集，使Al³⁺离子向ZnO晶粒内部渗透，可有效降低ZnO晶粒电阻，且减小晶界Al³⁺离子浓度，这样便不会增大漏电流，所制备的氧化锌电阻片残压比和残压都有效降低。本发明工艺简单，易于控制，成本低廉。

为实现上述目的，本发明所设计一种可降低残压比的氧化锌电阻片制备方法，包括以下步骤：

a.按照组分质量百分比计算，采用如下原料配方准备原料：

ZnO：79～92wt.％，Bi₂O₃：2～6wt.％，Sb₂O₃：1～4wt.％，Cr₂O₃：0～3wt.％，MnO：0.5～3wt.％，CoO：0.5～3wt.％，SiO₂：0.5～3wt.％，含Ag和B的玻璃粉：0.5～2wt.％，Mg(AC)₂：0.1～1.5wt.％，Al(NO₃)₃：0.02～0.04wt.％；

b.将所述步骤a中准备的ZnO、Mg(AC)₂、Al(NO₃)₃和去离子水混合，制成粉体；