[發明專利]一種釔鋁納米粉體激光涂覆壓敏電阻膜的制備方法

在審

• 申請號: 201610155459.8
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105702401A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 周榮;高力群
• 申請（專利權）人: 周榮
• 主分類號: H01C17/06
• 分類號: H01C17/06;H01C7/108;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種釔鋁納米粉體激光涂覆壓敏電阻膜的制備方法，屬于壓敏電阻膜制備技術領域。

背景技術

壓敏電阻與其他材料的壓敏電阻相比，具有優良的非線性特性、更大的通流能力及更好的保護水平等顯著優點而使之在電壓敏感元件的生產和研究中占主導地位，已在眾多的生產領域得到了廣泛的應用。其發展趨勢是向高壓和低壓兩極進行。其中高壓領域的研究、開發與實用化發展迅速，已達到了相當成熟的水平，而低壓方面的研究與開發相對來說則比較落后，尚處于初步發展的階段。事實上，元件、電路的小型化和集成化的迅猛發展已對低壓壓敏電阻提出了迫切的需求。另一方面，壓敏電阻中微觀結構、添加劑的作用和傳導機理的關系等基本問題尚未很好解決。對薄膜型壓敏電阻的研究由于可以兼顧上述兩方面的問題而具有重要意義。

常規電阻高溫燒結一般需達到1000℃以上后，特別是表層與內部的顯微結構明顯不均勻，導致壓敏電阻電性能一致性較差，即出現“軟心”現象表層的電位梯度隨該層距表面距離的增加迅速降低，內層降低的速度則要小的多，這是稀土氧化物的摻雜導致了氧的非均勻分布的結果另外，通過磨片工藝減薄壓敏電阻片的厚度也很有限，又很容易引起壓敏電阻片的機械強度降低和通流容量的減少，同時，在壓敏電阻膜燒結過程中，膜層、內電極和三氧化鋁基片間存在相互滲透擴散現象，所以需要一種有效的壓敏電阻薄膜制備方法很有必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對目前制備的壓敏電阻膜機械強度低、通流容量的少，膜層、內電極和三氧化鋁基片間存在相互滲透擴散現象的問題，提供了一種通過將氧化釔與硝酸鋁共沉淀制備納米釔鋁粉體，通過釔鋁粉體較好的高溫抗蠕變性能和線膨脹系數，對氧化鋅壓敏電阻進行有效的改性，使其有效改善膜層、內電極和三氧化鋁基片間存在相互滲透擴散現象，有效提高電阻通流容量。

為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：

（1）按固液比1:5，將Y₂O₃溶于質量濃度為30%的硝酸溶液，攪拌混合10～15min

溶液制備得Y（NO₃）₃溶液，隨后按Y³⁺和Al³⁺摩爾比為3:5，將Al（NO₃）₃添加至上述溶液中，繼續保溫反應2～3h，隨后緩慢滴加3.0mol/l的氨水溶液，控制滴加速度為1mL/min，待滴加至無沉淀析出后，停止滴加并保溫加熱25～30min；

（2）待加熱完成后，趁熱過濾并收集濾餅，用去離子水洗滌3～5次，隨后按固液比1:5，將其與正丁醇攪拌混合10～15min，隨后旋轉蒸發至干，收集干燥沉淀并置于馬弗爐中，緩慢升溫至250～300℃，保溫煅燒處理2～3h，待煅燒完成后，繼續升溫加熱，控制升溫速率為10℃/min，待升溫至850～900℃后，保溫煅燒1～2h，隨后停止加熱，靜置冷卻并對其碾磨，制備得釔鋁納米粉末；

（3）按重量份數計，分量稱取35～55份ZnO粉末、5～8份Bi₂O₃粉末、5～7份Sb₂O₃粉末、10～12MnO₂粉末、5～10份Co₂O₃粉末、5～10份Cr₂O₃粉末和15～18份上述制備的釔鋁納米粉末置于球磨罐中，隨后按釔鋁納米粉末與無水乙醇固液比5:1，向球磨罐中添加無水乙醇，控制球磨速度為500～550r/min；

（4）待球磨3～5h后，收集濕磨粉末并置于55～60℃下干燥2～3h，待干燥完成后，將其置于另一球磨罐中，繼續干磨1～2h，制備得壓敏電阻混合粉末，隨后將其與去離子水進行球磨壓片，壓力控制為4000N/cm²，隨后將其置于1000～1200℃下加熱燒結1～2h，制備得壓敏電阻板；

（5）選取一厚度為5～8mm的玻璃板，用無水乙醇和去離子水分別洗滌器表面3～5次，隨后自然晾干，待其自然冷卻后，將上述制備的壓敏電阻板置于上述晾干的玻璃板上，并將玻璃板置于激光涂覆裝置下，設置激光功率為1.5～2.0kW，光斑直徑為2mm，掃描速度為3mm/s，接搭率為40%，在同軸通入氬氣進行保護，待涂覆完成后靜置冷卻45～60min，即可制備得一種釔鋁納米粉體激光涂覆壓敏電阻膜。