[發(fā)明專利]一種SnO2-Zn2SnO4壓敏-電容雙功能陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510630140.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN105198404A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧國忠;李立本;王曉飛;周鋒子;王丹丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/457
• 分類號(hào): C04B35/457;C04B35/622
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬領(lǐng)域，具體的說是涉及一種SnO₂-Zn₂SnO₄壓敏-電容雙功能陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

壓敏陶瓷是一種電阻值對(duì)外加電壓敏感的材料，其阻值在一定溫度下和某一特定電壓范圍內(nèi)隨電壓的升高而急劇下降，具有非線性伏安特性。近年來，隨著電子電路領(lǐng)域集成度的提高，電子設(shè)備向小型化、多功能化發(fā)展，使得電路中各種電子元件的驅(qū)動(dòng)電壓及耐壓值逐漸下降，將導(dǎo)致由操作過電壓、人體靜電放電、電磁脈沖干擾等造成的整個(gè)電路出現(xiàn)誤操作或損壞的幾率大大增加。為了保護(hù)這些電子電路，需要用低壓壓敏電阻器來吸收電路內(nèi)部或外部的浪涌電壓或電流，而在無異常過電壓時(shí)，它又可起電容器的作用，濾除高頻干擾。

在壓敏-電容雙功能陶瓷中，目前主要研究的有SrTiO₃、TiO₂等幾種材料體系。SnO₂-Zn₂SnO₄復(fù)合陶瓷是在2005年被發(fā)現(xiàn)，且在近幾年才有少量研究的一種新型材料，與SrTiO₃、TiO₂壓敏-電容雙功能陶瓷相比，這種復(fù)合陶瓷制備工藝和配方相對(duì)簡單，在該領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)競(jìng)爭力。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有SnO₂-Zn₂SnO₄壓敏-電容雙功能陶瓷非線性系數(shù)相對(duì)較低的問題，本發(fā)明提供了一種SiO₂-SnO₂-Zn₂SnO₄壓敏-電容雙功能陶瓷材料配方，使用該配方制得的陶瓷具有良好電流電壓非線性關(guān)系。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種SnO₂-Zn₂SnO₄壓敏-電容雙功能陶瓷材料，該陶瓷材料由80mol%的SnO₂粉料、20mol%的Zn₂SnO₄粉料和（0.2-0.8）mol%的SiO₂粉料經(jīng)混合壓制，并燒結(jié)制成。

一種SnO₂-Zn₂SnO₄壓敏-電容雙功能陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、Zn₂SnO₄粉料的制備

將分析純化學(xué)試劑SnO₂和ZnO按摩爾比1:2的比例混合，然后加入酒精球磨，得到料漿；將球磨后的料漿烘干后，在20~80MPa的條件下壓制成直徑為30毫米的圓片，圓片在1000℃下煅燒2小時(shí)，然后自然冷卻至室溫，后粉碎制得Zn₂SnO₄粉料，備用；

步驟二、按照權(quán)利要求1所述的摩爾比分別稱取分析純化學(xué)試劑SiO₂、SnO₂和步驟1制備的Zn₂SnO₄粉料進(jìn)行干混，然后加入酒精作為球磨機(jī)球磨，得到料漿，烘干后備用；

步驟三、向步驟二中制備的料漿加入聚乙烯醇溶液進(jìn)行造粒，造粒后壓成直徑15毫米、厚1.5毫米的圓片，備用；

步驟四、將步驟三制得的圓片在650℃條件下排膠1小時(shí)，然后在1400℃燒結(jié)2小時(shí)，而后自然冷卻至室溫，即得到產(chǎn)品。

所述步驟三中加入的聚乙烯醇溶液質(zhì)量濃度為5%，其質(zhì)量占料漿總重的8%。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明中摻雜有SiO_2，與傳統(tǒng)未摻雜的復(fù)合陶瓷相比，非線性程度得到大幅度的提高，當(dāng)SiO₂含量為0.2mol%時(shí)，其非線性系數(shù)可達(dá)7.67，提高了99.2%，SiO₂摻雜使得SnO₂-Zn₂SnO₄復(fù)合陶瓷的非線性程度達(dá)到應(yīng)用的要求。另外，與傳統(tǒng)SrTiO₃、TiO₂等材料相比，SiO₂摻雜的SnO₂-Zn₂SnO₄復(fù)合陶瓷，所需材料容易得到或制備，工藝簡單，可以用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明