[發明專利]與純銀內電極共燒的ZnO基低壓高非線性壓敏陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 202011068130.0
• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112225553A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 初瑞清;崔方芳;徐志軍;賀笑春;郭獻軍;李剛
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/634
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1. 一種可與純銀內電極共燒的ZnO基低壓高非線性壓敏陶瓷，其特征在于，所述陶瓷為ZnO基壓敏陶瓷材料摻雜Bi-Sb-O添加劑改性的復合陶瓷材料，并且按照質量百分數，包括ZnO基壓敏陶瓷材料和x wt% Bi-Sb-O添加劑，0 x ≤ 5；

其中，ZnO基壓敏陶瓷材料組分為：98 mol% ZnO (99.0%) + 0.5 mol% Bi₂O₃ (99%) +1 mol% MnO₂ (98.8%) + 0.5 mol% Co₂O₃ (99.0%)；

Bi-Sb-O添加劑按照如下方法制備，步驟如下：

（1）按摩爾比Bi₂O₃：Sb₂O₃=13.8稱量配置原料；

（2）以無水乙醇或去離子水為溶劑，將稱量的Bi₂O₃和Sb₂O₃原料混合，球磨4~8 h；

（3）球磨后的原料烘干后，將粉料放入坩堝中，或壓成片狀在750℃下煅燒2~4 h；

（4）將煅燒后的粉料粉碎，球磨，干燥后，過50-100目篩，得到Bi-Sb-O添加劑。

2.根據權利要求1所述ZnO基壓敏陶瓷，其特征在于，二氧化錳前驅體由碳酸錳（MnCO₃）替代。

3.權利要求1或2所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于步驟如下：

按照Bi₂O₃和Sb₂O₃的摩爾比為13.8稱取原料后，利用固相合成法預先制備出Bi-Sb-O添加劑；

選取ZnO、 Bi₂O₃、Co₂O₃、MnO₂、Sb₂O₃和Bi-Sb-O為原料，按配方98 mol% ZnO (99.0%) +0.5 mol% Bi₂O₃ (99%) + 1 mol% MnO₂ (98.8%) + 0.5 mol% Co₂O₃ (99.0%) + x wt% Bi-Sb-O稱取相應的原材料，其中 0x ≤5；

以無水乙醇或去離子水為溶劑，將(2)所稱取的原料放入球磨罐中球磨；

球磨后，將漿料放入烘箱中烘干；

將步驟(4)得到的粉料加入聚乙烯醇（PVA）粘結劑，造粒，壓制成型并在馬弗爐中550℃保溫1~3h排塑；

將步驟(5)壓制成型的陶瓷坯體放入馬弗爐中，燒結得到所述的ZnO基壓敏陶瓷材料。

4. 根據權利要求3所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟 (2)中x的取值為3。

5. 根據權利要求3所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟 (3) 球磨的時間6~10h。

6. 根據權利要求3所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟 (4) 烘干溫度為60~100℃。

7. 根據權利要求3所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟 (5) 聚乙烯醇的加入量為原料總質量的3-8%。

8. 根據權利要求3所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(6) 壓制成型的壓力為80~120MPa。

9. 根據權利要求3所述ZnO基壓敏陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(6) 燒結溫度在900℃保溫2~5小時。

10.權利要求1或2所述可與純銀內電極共燒的ZnO基低壓高非線性壓敏陶瓷制成的壓敏電阻元器件。