[发明专利]一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制造方法。该压敏电阻器是由一个防雷阀片芯片和一个敏感压敏芯片并联而成。所述的防雷阀片芯片使用的是通流峰值大、突变最小阻值低、非线性系数45~55的压敏电阻芯片，所述的敏感压敏芯片使用的是非线性系数高、耐工频过电压的压敏电阻芯片。当由于操作过电压、暂态过电压时，线路发生小电流浪涌波动，敏感压敏电阻芯片起主要作用，第一时间将能量泄放出去，当发生雷击过电压时，由于冲击电压幅值高、能量大，这时防雷阀片芯片起主要作用，第一时间将能量泄放出去，从而确保输电线路的稳定。本发明的优点是实现了输电线路的有效防雷和有效抗浪涌冲击，大大延长产品使用寿命，确保产品的可靠性。

主权项

1.一种防雷浪涌复合型压敏电阻器的制备方法，所述的压敏电阻器是由一个防雷阀片芯片和一个敏感压敏芯片串联而成，所述的防雷阀片芯片使用的是通流峰值大于10kA、突变最小阻值小于2Ω、非线性系数45~55、直径大于20mm、耐6kV/3kA组合波冲击次数60次以上的压敏电阻芯片，压敏电阻芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3： CH3COOLi： K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%；所述的敏感压敏芯片使用的是通流峰值4~6 kA、突变最小阻值2Ω~5Ω、非线性系数大于80、直径小于20mm、耐6kV/3kA组合波冲击次数20次以上的敏感压敏芯片，敏感压敏芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co3O4：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：MgO：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3： K2CO3：Nb2O5等于96%~97%：0.45%~0.7%：0.4%~0.8%：0.9%~1.4%：0.7%~1.2%：0.5%~0.8%：0~0.1%：0.1%~0.3%：0~0.12%：0.1%~0.2%：0.01%~0.05%：0.005%~0.014%：0.01%~0.2%：0~0.2%：0~0.5%；其特征在于所述的制备方法的具体步骤是：（1）首先将工业优级ZnO粉料和分析纯原料Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2、H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、 CH3COOLi、K2CO3按摩尔比ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3： CH3COOLi： K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%分别称量好，将称量好的ZnO、Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2置入球磨罐中，形成主料A1，然后将称量好的H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、 CH3COOLi置入烧杯S1中，加入去离子水，在80~100℃水浴下使之完全溶解，形成溶液B1，接着将称量好的K2CO3置入烧杯S2中，加入去离子水，搅拌，常温下使之完全溶解，形成溶液C1；（2）将溶液B1和溶液C1加入主料A1中，加入锆球、去离子水和分散剂，湿式滚磨12~24小时，然后在140℃~160℃烘箱内快速干燥，直至完全烘干；其中，锆球、去离子水、分散剂、主料A1的重量比为3~4：1~2：0.0005~0.001：1，所述的分散剂指的是铵盐类离子表面活性剂；（3）将烘干的粉料碾碎，加入质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶液，其中加入的聚乙烯醇水溶液与烘干粉料的重量比是1：4~5，然后手工造粒，在80℃~120℃烘箱内烘干，研磨，过80~120目筛网，拌料均匀，静置4~8小时后，得含水率为0.55%~1%的造粒粉料；（4）将造粒粉料干压成型，压制成直径大于20mm的规格防雷阀片生坯体；（5）将防雷阀片生坯体在550℃~650℃排胶，升温速率1℃/分钟，保温4小时，随炉降温；（6）将排胶好的防雷阀片生坯体放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1050℃~1250℃，保温250分钟~400分钟，随炉降温，得到烧结好的防雷阀片瓷片；（7）将烧结好的防雷阀片瓷片两端面印银，并在140℃~160℃下烘干，将其放置烧银炉烧银，烧银温度500℃~600℃，升温速率8~10℃/分钟，保温10~20分钟，自然降温，得到烧银好的防雷阀片芯片；所述的印银采用的工艺是丝网印刷工艺，印银所用的银电极浆料含银量为75%；（8）将烧银好的防雷阀片芯片放置电阻炉进行热处理，热处理温度600~700℃，保温时间30分钟~60分钟，微开炉门随炉冷却，即可得到热处理好的防雷阀片芯片；（9）将工业优级ZnO粉料和分析纯原料Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2、MgO、H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、K2CO3、Nb2O5按摩尔比ZnO：Bi2O3：Co3O4：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：MgO：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3： K2CO3：Nb2O5等于96%~97%：0.45%~0.7%：0.4%~0.8%：0.9%~1.4%：0.7%~1.2%：0.5%~0.8%：0~0.1%：0.1%~0.3%：0~0.12%：0.1%~0.2%：0.01%~0.05%：0.005%~0.014%：0.01%~0.2%：0~0.2%：0~0.5%分别称量好，将称量好的ZnO、Bi2O3、Co3O4、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2、MgO、Nb2O5置入球磨罐中，形成主料A2，然后将称量好的H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3置入烧杯S3中，加入去离子水，在80~100℃水浴下使之完全溶解，形成溶液B2，接着将称量好的K2CO3置入烧杯S4中，加入去离子水，搅拌，常温下使之完全溶解，形成溶液C2；（10）将溶液B2和溶液C2加入主料A2中，加入锆球、去离子水和分散剂，湿式滚磨12~24小时，然后在140℃~160℃烘箱内快速干燥，直至完全烘干；其中，锆球、去离子水、分散剂、主料A2的重量比为3~4：1~2：0.0005~0.001：1，所述的分散剂指的是铵盐类离子表面活性剂；（11）将烘干的粉料碾碎，加入质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶液，其中加入的聚乙烯醇水溶液与烘干粉料的重量比是1：4~5，然后手工造粒，在80℃~120℃烘箱内烘干，研磨，过80~120目筛网，拌料均匀，静置4~8小时后，得含水率为0.35%~0.55%的造粒粉料；（12）将造粒粉料干压成型，压制成直径小于20mm的规格敏感压敏陶瓷生坯体；（13）将敏感压敏陶瓷生坯体在550℃~650℃排胶，升温速率1℃/分钟，保温4小时，随炉降温；（14）将排胶好的敏感压敏陶瓷生坯体放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1150℃~1250℃，保温250分钟~400分钟，随炉降温，得到烧结好的敏感压敏陶瓷瓷片；（15）将烧结好的敏感压敏陶瓷瓷片两端面印银，并在140℃~160℃下烘干，将其放置烧银炉烧银，烧银温度500℃~600℃，升温速率8~10℃/分钟，保温10~20分钟，自然降温，即可得到敏感压敏芯片；所述的印银采用的工艺是丝网印刷工艺，印银所用的银电极浆料含银量为75%；（16）将防雷阀片芯片和敏感压敏芯片两端银面丝网印锡膏，然后将左防雷阀片电极片、印制好锡膏的防雷阀片芯片、右防雷阀片电极片、印制好锡膏的敏感压敏芯片、敏感压敏芯片电极片依次重合串联，用不锈钢夹子夹紧，放入烘银炉焊接，焊接温度250℃~270℃，即可得到防雷浪涌复合型压敏电阻器芯片；（17）将防雷浪涌复合型压敏电阻器芯片用环氧树脂包封、固化，即得。