[發明專利]高電位梯度的二氧化錫壓敏電阻材料

無效

• 申請號: 201410065895.7
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103819186A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉延星;王春明;朱木典;曹育斌
• 申請（專利權）人: 江蘇世星電子科技有限公司;江蘇海峰電子有限公司
• 主分類號: C04B35/457
• 分類號: C04B35/457;C04B35/622
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

本發明涉及一種壓敏電阻材料，特別是一種高電位梯度的二氧化錫壓敏電阻材料，屬于電子陶瓷制備及應用技術領域。

背景技術

壓敏電阻材料是用于制作壓敏電阻器的材料，壓敏電阻器是對電壓十分敏感的電子器件。在一定的溫度和特定的電壓范圍內，壓敏電阻器的電流隨電壓的上升而急劇的升高，其電阻值隨電壓的升高而急劇下降，具有非線性伏安特性。壓敏電阻器通過對脈沖電壓、浪涌電壓、感應雷電壓、操作過電壓的吸收，從而有效地保護電子器件、電子線路、電子設備、用電設備免受異常電壓的沖擊。

壓敏電阻器的工作原理是：當電壓正常時，壓敏電阻器處于絕緣狀態（其電阻為幾十至幾百兆歐姆），當電壓升高超過壓敏電壓時（異常的脈沖電壓、浪涌電壓、感應雷電壓、操作過電壓等），壓敏電阻器會立即由絕緣狀態變為導通狀態（電阻可為幾歐至一歐以下），響應時間快，通過它的電流瞬間可高達為幾千甚至幾萬安培。在有異常電壓侵襲被保護器件、設備時，壓敏電阻器可在極短的時間內把大量的電流吸收掉，從而使得被保護器件、設備上所通過的電流幾乎為零。

氧化鋅（ZnO）壓敏電阻器作為一種傳統的壓敏器件，具有非線性系數大、漏電流小、通流能力強、響應時間快等特點，被廣泛應用于用電領域。現在通用的氧化鋅壓敏材料的壓敏電壓梯度一般在120~200V/mm，而高電位梯度材料的關鍵是電參數很難達到應用要求；研制優異性能的高梯度氧化鋅壓敏材料，或者研制新型的非氧化鋅壓敏電阻材料，可使器件小型化，從而能夠大大的節約材料資源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種組分簡單、摻雜元素易精確可控，致密，具有非線性系數高，壓敏電壓梯度高，漏電流小，綜合電學性能優良等特點的高電位梯度的二氧化錫壓敏電阻材料。

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種高電位梯度的二氧化錫壓敏電阻材料，其特點是：該材料由以下摩爾百分比的組分組成：

SnO₂：95~99.7mol%；

CuO或Cu₂O：0.25~2.5mol%；

Nb₂O₅或金屬Nb粉料：0.05~2.5?mol%。

本發明所述的高電位梯度的二氧化錫壓敏電阻材料優選由以下摩爾百分比的組分組成：

SnO₂：98.95?mol%?；

CuO?：1.00?mol%；

Nb₂O₅：0.05?mol%。

本發明所述高電位梯度二氧化錫壓敏電阻材料器件可以采以如下生產工藝制備：稱料、混合粉碎、造粒、成型、燒結、上電極、焊引線、包封固化和測試，燒結溫度：1250-1400?^oC。

本發明二氧化錫壓敏電阻材料以二氧化錫為主相，添加若干其它氧化物改性后的燒結體材料。它具有摻雜量相對較少、由氧化物揮發導致的摻雜損失小以及熱導率高等優點，在電子、電力系統中應用前景很好。用本發明提供的材料制成二氧化錫壓敏電阻器，其電位梯度E_1mA?(電流密度為1mA/cm²時對應的電位梯度值）為500~1500V?/mm，非線性系數α為20~50，漏電流密度J_L?(75?%?E_1mA所對應的電流密度值）為1~10?μA/cm²，綜合電學性能優良。本發明多項電學參數性能優良，并且具有壓敏電壓梯度高的特點，可用于各類電源防雷器、防雷插座、電源適配器、消費類電子電源以及大型設備的電源保護、家庭樓宇的防雷等場所。

附圖說明

圖1是本發明實施例1所制得二氧化錫壓敏電阻材料的掃描電鏡（SEM）照片；

圖2是本發明實施例1所制得二氧化錫壓敏電阻材料的X射線衍射（XRD）圖譜；

圖3是本發明實施例1所制得二氧化錫壓敏電阻材料的電流-電壓之間的非線性電學關系圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的技術方案做進一步說明。

實施例1，一種高電位梯度的二氧化錫壓敏電阻材料：該材料由以下摩爾百分比的組分組成：

SnO₂：95mol%；

CuO或Cu₂O：?2.5mol%；