[發明專利]一種高性能氧化鋅電阻陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010196472.4
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111410525B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 李國榮;陳曦;田甜;曾江濤;鄭嘹贏;阮學政;滿振勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622;C04B35/64;H01C7/112
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種氧化鋅電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成：

（1）將ZnO粉體、In₂O₃粉體、MgO粉體和TiO₂粉體混合，得到混合粉體；以混合粉體的摩爾含量計為100mol%，所述混合粉體中氧化鋅的含量為97.2mol%～99.5mol%，In₂O₃粉體、MgO粉體和TiO₂粉體的總含量為0.5mol%～2.8mol%；其中所述In₂O₃的含量為0.05～1mol%；所述MgO的含量為0.25～1mol%；所述TiO₂的含量為0.2～0.8mol%；

（2）將所得混合粉體在500～600℃下煅燒，得到復合粉體；

（3）將所得復合粉體經壓制成型后，在1100～1300℃下燒結，得到所述氧化鋅電阻陶瓷材料；所述燒結的氣氛為惰性氣氛、氮氣氣氛、惰性氣氛和還原氣氛的混合氣氛、氮氣氣氛和還原氣氛的混合氣氛、或空氣氣氛；所述還原氣體和惰性氣體的混合氣氛中還原性氣體為H₂或CO，且還原氣體的含量為1%～10%；

當所述燒結的氣氛為惰性氣氛和還原氣氛的混合氣氛、或氮氣氣氛和還原氣氛的混合氣氛時，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的伏安特性曲線具有線性特征，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的線性系數為1.23～1.08，電阻率為4×10^-2Ω·cm～7×10^-4Ω·cm；

或者，當所述燒結的氣氛為惰性氣氛、氮氣氣氛或空氣氣氛，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的伏安特性曲線具有壓敏特性，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的非線性系數為5.3～6.7。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的保溫時間為3～8小時。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在壓制成型之前，在復合粉體中加入粘結劑進行造粒，得到粒徑為40～120目的造粒粉體；所述粘結劑為聚乙烯醇，加入量為復合粉體的5～20wt%。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述壓制成型的壓力為75～200MPa，保壓時間為10～30秒。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結的時間為1～4小時；所述惰性氣氛為氬氣和氖氣中的至少一種。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述燒結的升溫速率為2～10℃/分鐘。

7.一種根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法制備的氧化鋅電阻陶瓷材料，其特征在于，當所述燒結的氣氛為惰性氣氛和還原氣氛的混合氣氛、或氮氣氣氛和還原氣氛的混合氣氛時，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的伏安特性曲線具有線性特征，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的線性系數為1.23～1.08，電阻率為4×10^-2Ω·cm～7×10^-4Ω·cm。

8.一種根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法的氧化鋅電阻陶瓷材料，其特征在于，當所述燒結的氣氛為惰性氣氛、氮氣氣氛或空氣氣氛，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的伏安特性曲線具有壓敏特性，所述氧化鋅電阻陶瓷材料的非線性系數為5.3～6.7。