[發明專利]一種熱壓燒結工藝制備Zn0電阻片的方法

在審

• 申請號: 202010789097.4
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112608142A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 潘俊喬;張磊
• 申請（專利權）人: 佛山（華南）新材料研究院
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;H01C17/30;H01C7/112;C04B35/645;C04B41/88;C04B35/634;C04B35/626
• 代理公司: 東莞市凱粵智華專利商標代理事務所(普通合伙) 44698
• 代理人: 任文婷

本發明公開了一種熱壓燒結工藝制備Zn0電阻片的方法，ZnO電阻片由ZnO、Bi₂O₃、Sb₂O₃、Co₃O₄、NiO、MnO₂、Cr₂O₃、Al（NO₃）₃、SiO₂混合組成；混合物中ZnO的摩爾分數為93.8%～97.3%，BiO2的摩爾分數為0.5%～1%，Sb₂O₃、Co₃O₄、NiO、MnO₂、Cr₂O₃、Al（NO₃）₃·₉H₂O、SiO₂的摩爾分數為1.5%～3.35%；向上述混合物中加入粘結劑PVA和超純水后使用球磨機進行球磨混合得到混合漿料。本發明通過采用鉍、銻、鈷、鎳、錳、鉻、鋁、硅元素進行摻雜，提高其電學性能，本發明使用熱壓燒結的工藝制備氧化鋅電阻，相比一般使用的燒結工藝，熱壓燒結在配料過程中不需要加入成型劑，消除了排膠和燒結過程中由于成型劑揮發使得燒結后的成品氣孔率高的影響，且燒結過程中壓力更高可以降低燒結溫度。

技術領域

本發明涉及電子陶瓷元器件技術領域，具體為一種熱壓燒結工藝制備Zn0電阻片的方法。

背景技術

ZnO電阻片相比其它體系，其有更優異的非線性特性、更高的流通能力，因為其優異的電學性能，被廣泛應用于電氣設備的保護系統當中。

熱壓燒結由于加熱加壓是同時進行的，粉料處于熱塑性狀態，有助于粉體顆粒的接觸擴散過程的進行，可以降低燒結溫度，有效增加了陶瓷晶粒的接觸面促進陶瓷的致密化，在外壓的作用下，還能遏止晶粒的過分長大，而傳統的ZnO電阻片制備工藝需要添加成型劑，制備過程中可能會由于成型劑在高溫下的揮發速度過快導致燒結后的成品致密度不佳，氣孔率較高。

發明內容

本發明提供了一種熱壓燒結工藝制備ZnO電阻片的方法，采用熱壓燒結工藝，降低了成型劑帶來的影響并降低燒結溫度，提高其致密度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種熱壓燒結工藝制備Zn0電阻片的方法，其制備步驟如下：

第一步：本發明的ZnO電阻片由ZnO、Bi₂O₃、Sb₂O₃、Co₃O₄、NiO、MnO₂、Cr₂O₃、Al（NO₃）₃、SiO₂混合組成；混合物中ZnO的摩爾分數為93.8%～97.3%，BiO2的摩爾分數為0.5%～1%，Sb₂O₃、Co₃O₄、NiO、MnO₂、Cr₂O₃、Al（NO₃）₃·₉H₂O、SiO₂的摩爾分數為1.5%～3.35%；

第二步：向上述混合物中加入粘結劑PVA和超純水后使用球磨機進行球磨混合得到混合漿料，將所得漿料在90°下烘干并造粒過篩得到混合粉體；其中PVA為上述粉體混合物質量分數的0.003%～0.006%，超純水與粉體的質量比為2：1，球磨速率：500r/min，球磨時間：0.5h～4h；

第三步：將干燥后的粉體倒入模具，使用壓片機將混合粉體在7.5MPa下壓制成型得到坯體并用鼓風干燥機150℃下干燥30min；

第四步：將成型后的坯體放入熱壓燒結爐在10～30MPa下，850℃～1250℃下燒結，得到ZnO陶瓷片；