[发明专利]一种压敏陶瓷材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种压敏陶瓷材料及其制备方法与应用。所述压敏陶瓷材料包括如下原料：氧化锌、钒酸铵盐和二氧化硅。采用本发明实施例方案的压敏陶瓷材料制得的压敏电阻相较于采用对应量的五氧化二钒制得的压敏电阻，具有更小的漏电流及更好的非线性系数，同时还具有良好的通流能力和低的压敏电压变化率及残压比。

技术领域

本发明属于功能陶瓷材料技术领域，具体涉及一种压敏陶瓷材料及其制备方法与应用。

背景技术

压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷，具有非线性伏安特性，在某一临界电压下，压敏电阻陶瓷电阻值非常高，几乎没有电流，但当超过这一临界电压时，电阻将急剧变化，并有电流通过，随电压的少许增加，电流会很快增大。压敏陶瓷主要包括SiC、TiO₂、SrTiO₃和ZnO四大类，但应用广、性能好的当属氧化锌压敏陶瓷。

氧化锌压敏陶瓷材料是一类具有非线性伏安特性，电阻率对电压变化敏感的材料。可以对芯片(IC)及其它设备的电路进行保护，防止因浪涌冲击及静电放电而造成损坏。近年来，随着电子设备和电子元器件的微型化、集成化和多功能化，使得电路中各种电子元件的驱动电压及耐压值逐渐下降，将导致由操作过电压、人体静电放电、电磁脉冲干扰等造成的整个电路出现误操作或损坏的几率大大增加。因此，为了保护小型电子元件，保证它们能够正常工作，需要开发出低压压敏电阻吸收电路内部或外部的浪涌电压或电流。

随着压敏电阻材料的不断发展，现已开发出不同体系的ZnO压敏电阻材料，主要包括：ZnO-BiO₃系(铋系)、ZnO-Pr₆O₁₁系(镨系)和ZnO-V₂O₅系(钒系)。其中，市面上常见的是锌铋系压敏电阻，铋系单个晶界等效电压Ugb值在2～3V，其压敏电压达10-12V，且铋系由于添加剂种类繁杂，烧结温度在1000℃以上，不能与纯Ag作为内电极在多层压敏电阻(MLV)中共烧，因此，难以满足相关技术中电子设备的需求。压敏电阻压敏电压与单个晶界等效电压Ugb成正比，镨系Ugb值约为1.4V，而钒系压敏电阻Ugb值可低至0.6V，因此，钒系压敏电阻有望更好地满足小型电子元件的要求。然而，现有技术中的钒系压敏电阻通常需要采用V₂O₅作为添加剂，尽管其具有低温助烧的功能，能够降低烧结温度，但V₂O₅价格昂贵，使得生产成本较高。

基于此，开发新的压敏陶瓷材料具有重要意义。

本背景技术中所陈述内容并不代表承认其属于已公开的现有技术。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种生产成本更低的压敏陶瓷材料。

本发明还提出一种上述材料的制备方法。

本发明还提出一种上述材料的应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种压敏陶瓷材料，包括如下原料：氧化锌、钒酸铵盐和二氧化硅。