[發(fā)明專利]與純銀內(nèi)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

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• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112225553A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)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

本發(fā)明公開了一種高非線性且可與純銀內(nèi)電極共燒的ZnO基低壓高非線性壓敏陶瓷材料及其制備方法。該發(fā)明包括以下步驟：1）按Bi₂O₃:Sb₂O₃=13.8的摩爾比，在750℃時保溫2小時預先合成出Bi?Sb?O添加劑；2）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%)+1mol%MnO₂(98.8%)+0.5 mol%Co₂O₃(99.0%)+x wt%Bi?Sb?O(0x≤5)稱取相應的原材料，將稱取的原材料球磨混合；3）利用固相燒結法將球磨混合均勻的混合物成型、排塑，然后在900^oC保溫2~5h燒結得到本發(fā)明所述的ZnO基壓敏陶瓷材料。本發(fā)明獲得的ZnO基壓敏電阻材料綜合性能為：壓敏場強低至235V/mm，非線性系數(shù)α高達53.0，漏電流I_L低至0.005μＡ。另外，本發(fā)明的制備方法具有工藝簡單，能耗小，綠色環(huán)保及可與純銀內(nèi)電極共燒等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種新型功能陶瓷，特別涉及一種高非線性且可與純銀內(nèi)電極共燒的ZnO基低壓高非線性壓敏陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

ZnO基壓敏陶瓷電阻是以ZnO為主要原料，添加少量的Bi₂O₃，Co₂O₃，MnO₂，Cr₂O₃等氧化物，采用傳統(tǒng)的陶瓷制備工藝燒結而成的多晶陶瓷。由于其具有非線性系數(shù)高、響應速度快、漏電流小和制造成本低等特點，已成為應用最廣的壓敏電阻材料之一（吳維韓，何金良，高玉明，《金屬氧化物非線性電阻特性和應用》，清華大學出版社，1998）。

隨著電子產(chǎn)品的小型化、集成化的發(fā)展，對低壓壓敏電阻的需求量越來越大（張叢春，周東祥等，低壓ZnO壓敏電阻材料研究及其發(fā)展概況[J]，功能材料，2001,32（4），343-347）。而目前在電子產(chǎn)品、信息技術等領域廣泛使用的ZnO基低壓壓敏電阻器多是疊層片式壓敏電阻（王蘭義，呂呈祥，景志剛，杜輝，唐國翌，“多層片式壓敏電阻器的應用”，傳感器與微系統(tǒng)，2006, 25[5]: 1-4.），但是由于所使用的ZnO基壓敏陶瓷燒結溫度高于1000℃，因此內(nèi)電極只能使用純Pd或Pd30/Ag70體系才能共燒，造價昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本申請解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種工藝簡單性能優(yōu)越且成本低廉的可與純銀內(nèi)電極共燒的ZnO基壓敏陶瓷材料及其制備方法。本發(fā)明得到國家重點研發(fā)項目(2016YFB0402701)和山東省重點研發(fā)計劃(2019GGX102073)的資助。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種可與純銀內(nèi)電極共燒的ZnO基低壓高非線性壓敏陶瓷制備方法，包括以下步驟：

(1) 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；