[發明專利]一種高焦耳型壓敏電阻及其制備方法

有效

• 申請號: 201210554024.2
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103011798A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 褚冬進;周軍偉;梁自偉;覃遠東;常寶成;劉丹;陳玉萍
• 申請（專利權）人: 廣西新未來信息產業股份有限公司
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622
• 代理公司: 北海市海城區佳旺專利代理事務所(普通合伙) 45115
• 代理人: 黃建中

技術領域

本發明涉及的是一種高焦耳型壓敏電阻及其制備方法，屬于壓敏電阻制備技術領域。

背景技術

隨著電子信息技術的不斷發展，壓敏電阻具有大電流處理和能量吸收能力、低泄漏電流、多種浪涌承受能力等優點，廣泛應用于通訊設備、電力、電器、避雷領域，市場前景十分廣闊，一直以來都受到科學家的重點關注。經過50年的開發研究，到目前為止，氧化鋅壓敏電阻的電位梯度已經可以做到5~400V/mm幾十個系列，可以應用從低壓集成電路到高壓/超高壓輸變電系統，尺寸元件直徑也能做到5~136mm不等，通流能力最高能達到7.5kA/cm²，脈沖能量耐受能力平均可達到300J/cm³，最高可達750J/cm³。提高高焦耳壓敏電阻能量吸收能力的辦法主要通過改善整個電阻片晶粒的均勻性，常用的方法有熱解硝酸鹽的方法、溶膠-凝膠方法、共沉淀法等離子氣相反應等化學方法制備納米級的壓敏電阻復合粉體，或者部分粉體，例如專利CN101531507A、CN1273424A、CN?102390993A、CN1614720A，但是這些濕化學方法都存在廢水廢液污染且難處理的問題并且投資大、產量低。因此目前大部分商業產品都采用高能球磨混料、傳統固相燒結的方法制備壓敏電阻，例如專利CN?102603284A、CN?102515741A、CN?102515740A，這些專利申請雖然工藝簡單，制造成本低，污染小，適合大批量生產，但是通流和能量耐量性能與濕化學方法制造的壓敏電阻性能相比相對較差。隨著環保要求越來越高，歐盟立法制定的《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》標準限制電氣電子產品中鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴聯苯醚共6項物質，而目前很多壓敏電阻配方體系中都含有Cr、Pb等元素，如專利CN1404074A、CN102020463A、CN1963961A、CN101531507A、CN101613199A，因此從產品本征結構出發，在材料配方改進和工藝改進方面還有很大的技術突破空間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高焦耳型壓敏電阻及其制備方法，提出了自制的ZnTiNb₂O₈超細粉體代替TiO₂和Nb₂O₅摻雜，可以有效地克服產品異常晶粒長大導致的本征缺陷，調整產品配方來微調產品本征結構，克服現有技術中壓敏電阻通流和能量耐受能力的不足，研制出了一種無鉻無鉛高焦耳型氧化鋅壓敏電阻及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：一種高焦耳型壓敏電阻，主要由下述摩爾百分比的原料制備而成：?ZnO∶Bi₂O₃∶Co₃O₄∶Sb₂O₃∶MnCO₃∶Ni₂O₃∶ZrO₂∶Y₂O₃∶SiO₂∶SnO₂∶MgO∶H₃BO₃∶Al(NO₃)₃·9H₂O∶AgNO₃∶ZnTiNb₂O₈超細粉體等于96.5%~97.5%∶0.5%~0.65%∶0.3%~0.5%∶0.5%~1.5%∶0.4%~0.5%∶0.35%~0.45%∶0.05%~0.07%∶0.05%~0.1%∶0.05%~0.1%∶0.05%~0.12%∶0.1%~0.3%∶0.015%~0.025%∶0.004%~0.006%∶0.01%~0.015%∶0.01%~0.1%；

上述原料的制備步驟是：

（1）?首先將工業優級ZnO粉料和分析純原料Nb₂O₅、TiO₂按照摩爾比1:1:1稱量得到混合粉體備用；

（2）將混合粉體加入鋯球和去離子水，濕式球磨混合4～8小時，在130℃～150℃環境下干燥，直至完全烘干后，在1050℃～1150℃溫度下煅燒2～4h,得到ZnTiNb₂O₈預燒粉體備用，其中混合粉體、鋯球和去離子水的重量比為1：3～4：1.5～2；