一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法
一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法，该压敏电阻由氧化锌及添加剂组成，其中氧化锌含量为95～99mol%，其余量为添加剂；其特征在于：所述的添加剂由Sn、Sb、Co、Mn、Bi、Ni、Si、B及Al元素组成，添加的各元素按其氧化物形式计算的摩尔百分数分别如下：SnO2为0.25～1.20，Sb2O3为0.20～1.00，Co3O4为0.15～0.80，Mn2O3为0.10～0.40，Bi2O3为0.10～0.50，NiO为0.10～0.50，SiO2为0.02～0.10，B2O3为0.075～0.30，Al2O3为0.005～0.20。本发明在保证各项电性能优良的同时，减少添加剂的用量，降低生产成本。
【专利说明】一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法，特别是一种低成本氧化锌压敏电阻及其制备方法，属于压敏电阻材料制备领域。
【背景技术】
[0002]ZnO压敏电阻是以ZnO粉料为主体，添加多种微量的其他金属化合物添加剂(如Bi203、Sb2O3> MnCO3> Co3O4, Cr2O3等)，经混合、成型后在高温下烧结而成的多晶多相半导体陶瓷元件。自它的发明以来，ZnO压敏电阻就以其制造方便、响应快、非线性系数大、漏电流小、通流能力强等优异性能，在电力系统和电子工业中得到了广泛的应用。
[0003]对于含多种添加剂的ZnO压敏电阻而言，材料配方显得尤为重要。其中添加剂的加工处理最为关键，而部分添加剂的预加工处理是一种常用的添加剂的加工处理方法。压敏电阻中添加剂所占比例较大会使压敏电阻成本增大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，弥补现有技术的不足，提出一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法，在保证各项电性能优良的同时，减少添加剂的用量，降低生产成本。 [0005]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由氧化锌及添加剂组成，其中氧化锌ZnO含量为95~99mol%，其余量为添加剂；其特征在于:所述的添加剂由Sn、Sb、Co、Mn、B1、N1、S1、B及Al元素组成，添加的各元素按其氧化物形式计算的摩尔百分数分别如下=SnO2S0.25~1.20，Sb2O3 为 0.20 ~1.00，Co3O4 为 0.15 ~0.80，Mn2O3 为 0.10 ~0.40，Bi2O3 为 0.10 ~0.50，NiO 为 0.10 ~0.50，SiO2 为 0.02 ~0.10，B2O3 为 0.075 ~0.30，Al2O3 为 0.005 ~0.20。
[0006]所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，包括如下步骤:
(1)采用湿化学方法，将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上混合均匀，获得多元纳米粉体；
(2)将上述多元纳米粉体与主料氧化锌ZnO及其他添加剂元素的微米粉混合均匀，获得复合粉体；
(3)按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在900~1100°C烧结，最后经被银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
[0007]所述步骤(1)中所述的湿化学方法是采用溶胶-凝胶法或共沉淀法。
[0008]所述步骤(2)中所述的混合均匀是采用球磨法。
[0009]所述的溶胶-凝胶法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上分别溶于溶剂中，混合、搅拌均匀，加入络合剂，然后加入氨水或乙醇胺调节PH至6~11，再在40~80°C下水浴加热6~20小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在100~200°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在500~800°C煅烧I~2小时。[0010]所述的共沉淀法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上共同溶解于适量去离子水或乙二醇中得到混合盐溶液，然后配制沉淀剂溶液，再往反应池里加入去离子水和沉淀剂溶液调节pH至6~11，从而获得母液，将上述混合盐溶液和沉淀剂溶液同时滴入母液中并保持PH稳定在8~11，滴加完成后继续在30~70°C搅拌I~2小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀3~5次，再在80~100°C烘干，最后在500~800°C煅烧1~2小时。
[0011]所述的球磨法，是指采用玛瑙球或不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为400~800rpm,球料比为1:1~5:1,球磨时间为4~10小时。
[0012]上述步骤(3)中所述的烧结时间为I~4小时。
[0013]与现有技术相比，本发明获得的无铅无铬的氧化锌压敏电阻的压敏电压为400~550V/mm，非线性系数α > 25，漏电流L < 10 μ Α，综合性能良好；同时，本发明的压敏电阻中添加剂所占比例较一般发明减小约25%，极大地降低了成本。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细、完整的说明。
[0015]实施例1 本实施例的配方如下:
ZnO (99mol%)，Sn02 (0.25 mol%), Sb2O3 (0.20 mol%), Co3O4 (0.15 mol%),Mn2O3 (0.10mol%), Bi2O3 (0.10 mol%)，NiO (0.10 mol%)，Si02 ( 0.02 mol%)，B203 (0.075 mol%), Al2O3(0.005 mol%)。
[0016]将Co (CH3COO) 2.4H20、Mn (CH3COO) 2.4H20 和 Ni (NO3) 2.6H20 共同溶解在热水中，Bi (NO3)3.5H20溶于乙二醇中，混合、搅拌均匀，加入柠檬酸水溶液，然后加入乙醇胺调节pH至10，再在80°C下水浴加热20小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在170°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在580°C煅烧2小时得到多元纳米粉体。
[0017]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Sn02、Sb203、SiO2, H3BO3和Al(NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用玛瑙球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为500rpm，球料比为1: 1，球磨时间为8小时。球磨完毕的粉料经过烘干、研
磨获得复合粉体；
按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1050°C烧结2小时，最后经披银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
[0018]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为436V/mm，非线性系数α为37，漏电流Ilj为5 μ Α。
[0019]实施例2 本实施例的配方如下:
ZnO (98mol%), SnO2 (0.55 mol%), Sb2O3 (0.35 mol%), Co3O4 (0.30 mol%),Mn2O3 (0.25mol%), Bi2O3 (0.20 mol%), NiO (0.15 mol%), SiO2 (0.04 mol%), B2O3 (0.15 mol%), Al2O3(0.01 mol%)。
[0020]将Co (CH3COO) 2.4H20、Mn (CH3COO) 2.4H20 和 Ni (NO3) 2.6H20 共同溶解在热水中，SnCl4, Sb (CH3COO)3.4H20和Bi(NO3)3.5H20溶于乙二醇中，混合、搅拌均匀，加入柠檬酸水溶液，然后加入氨水调节PH至8，再在60°C下水浴加热18小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在100°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在680°C煅烧I小时得到多元纳米粉体。
[0021]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Si02、H3BO3和Al (NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为700rpm，球料比为1: 1，球磨时间为6小时。球磨完毕的粉料经过烘干、研磨获得复合粉体；按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1000°C烧结3小时，最后经披银、烧银即得所述的低成本氧化锌压敏电阻。
[0022]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为516V/mm，非线性系数α为26，漏电流Ilj为9 μ Α。
[0023]实施例3 本实施例的配方如下:
ZnO (96.5mol%), SnO2 (0.90 mol%), Sb2O3 (0.70 mol%), Co3O4 (0.55 mol%), Mn2O3(0.35 mol%),Bi2O3 (0.35 mol%)，NiO (0.30 mol%)，Si02 (0.06 mol%)，B203 (0.25 mol%),Al2O3 (0.04 mol%)。
[0024]将Co (CH3COO) 2.4H20、Mn (CH3COO) 2.4H20和Bi2O3共同溶解于硝酸中得到混合盐溶液，然后配制lmol/L的K2CO3溶液，再往反应池里加入去离子水和K2CO3溶液将pH调节至
9.40获得母液，将上述 混合盐溶液和K2CO3溶液同时滴入母液中并保持pH稳定在9.20左右，滴加完成后继续在40°C搅拌I小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀3次，再在100°C烘干，最后在580°C煅烧2小时。
[0025]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Sn02、Sb2O3> NiO, SiO2, H3BO3和Al(NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用玛瑙球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为550rpm，球料比为1: 1，球磨时间为8小时。球磨完毕的粉料经过烘干、研
磨获得复合粉体；
按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1050°C烧结2小时，最后经披银、烧银即得所述的低成本氧化锌压敏电阻。
[0026]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为432V/mm，非线性系数α为36，漏电流L为4μ Α。
[0027]实施例4 本实施例的配方如下:
ZnO (95mol%)，Sn02 (1.20 mol%), Sb2O3 (1.00 mol%), Co3O4 (0.80 mol%),Mn2O3 (0.40mol%), Bi2O3 (0.50 mol%), NiO (0.50 mol%), SiO2 (0.10 mol%), B2O3 (0.30 mol%), Al2O3(0.20 mol%)。
[0028]将Co (CH3COO) 2.4Η20、Μη (CH3COO) 2.4Η20和Bi2O3共同溶解于硝酸中得到混合盐溶液，然后量取100mL氨水，再往反应池里加入去离子水和氨水将pH调节至9.60获得母液，将上述混合盐溶液和氣水冋时滴入母液中并保持pH稳定在9.00左右，滴加完成后继续在60°C搅拌2小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀5次，再在80°C烘干，最后在680°C煅烧I小时。
[0029]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Sn02、Sb2O3> NiO, SiO2, H3BO3和Al(NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为700rpm，球料比为1: 1，球磨时间为6小时。球磨完毕的粉料经过烘干、
研磨获得复合粉体；
按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1000°C烧结3小时，最后经披银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
[0030]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为411V/mm，非线性系数α为32，漏电流L为7μ Α。
[0031]本发明不仅局限于上述【具体实施方式】，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其 他多种【具体实施方式】实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由氧化锌及添加剂组成，其中ZnO含量为95~99mol%，其余量为添加剂；其特征在于:所述的添加剂由Sn、Sb、Co、Mn、B1、N1、S1、B及Al元素组成，添加的各元素按其氧化物形式计算的摩尔百分数分别如下=SnO2为0.25~1.20，Sb2O3 为 0.20 ~1.00，Co3O4 为 0.15 ~0.80，Mn2O3 为 0.10 ~0.40，Bi2O3 为 0.10 ~0.50，NiO 为 0.10 ~0.50，SiO2 为 0.02 ~0.10，B2O3 为 0.075 ~0.30，Al2O3 为 0.005 ~0.20。
2.根据权利要求1所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，包括如下步骤: (1)采用湿化学方法，将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上混合均匀，获得多元纳米粉体； (2)将上述多元纳米粉体与主料氧化锌ZnO及其他添加剂元素的微米粉混合均匀，获得复合粉体； (3)按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在900~1100°C烧结，最后经披银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
3.根据权利要求2所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:步骤(1)中所述的湿化学方法是采用溶胶-凝胶法或共沉淀法。
4.根据权利要求2所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:步骤(2)中所述的混合均匀是采用球磨法。
5.根据权利要求3所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:所述的溶胶-凝胶法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上分别溶于溶剂中，混合、搅拌 均匀，加入络合剂，然后加入氨水或乙醇胺调节PH至6~11，再在40~80°C下水浴加热6~20小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在100~200°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在500~800°C煅烧I~2小时。
6.根据权利要求3所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:所述的共沉淀法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上共同溶解于适量去离子水或乙二醇中得到混合盐溶液，然后配制沉淀剂溶液，再往反应池里加入去离子水和沉淀剂溶液调节pH至6~11，从而获得母液，将上述混合盐溶液和沉淀剂溶液同时滴入母液中并保持pH稳定在8~11，滴加完成后继续在30~70°C搅拌I~2小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀3~5次，再在80~100°C烘干，最后在500~800°C煅烧I~2小时。
7.根据权利要求4所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:所述的球磨法，是指采用玛瑙球或不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为400~800rpm,球料比为1:1~5: 1，球磨时间为4~10小时。
8.根据权利要求2所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:步骤⑶中所述的烧结时间为I~4小时。
【文档编号】C04B35/453GK103951415SQ201410128031
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】李桂芳, 曹全喜, 安晓妮 申请人:西安电子科技大学
【专利摘要】本发明涉及一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法，该压敏电阻由氧化锌及添加剂组成，其中氧化锌含量为95～99mol%，其余量为添加剂；其特征在于：所述的添加剂由Sn、Sb、Co、Mn、Bi、Ni、Si、B及Al元素组成，添加的各元素按其氧化物形式计算的摩尔百分数分别如下：SnO2为0.25～1.20，Sb2O3为0.20～1.00，Co3O4为0.15～0.80，Mn2O3为0.10～0.40，Bi2O3为0.10～0.50，NiO为0.10～0.50，SiO2为0.02～0.10，B2O3为0.075～0.30，Al2O3为0.005～0.20。本发明在保证各项电性能优良的同时，减少添加剂的用量，降低生产成本。
【专利说明】一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法，特别是一种低成本氧化锌压敏电阻及其制备方法，属于压敏电阻材料制备领域。
【背景技术】
[0002]ZnO压敏电阻是以ZnO粉料为主体，添加多种微量的其他金属化合物添加剂(如Bi203、Sb2O3> MnCO3> Co3O4, Cr2O3等)，经混合、成型后在高温下烧结而成的多晶多相半导体陶瓷元件。自它的发明以来，ZnO压敏电阻就以其制造方便、响应快、非线性系数大、漏电流小、通流能力强等优异性能，在电力系统和电子工业中得到了广泛的应用。
[0003]对于含多种添加剂的ZnO压敏电阻而言，材料配方显得尤为重要。其中添加剂的加工处理最为关键，而部分添加剂的预加工处理是一种常用的添加剂的加工处理方法。压敏电阻中添加剂所占比例较大会使压敏电阻成本增大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，弥补现有技术的不足，提出一种高电压梯度氧化锌压敏电阻及其制备方法，在保证各项电性能优良的同时，减少添加剂的用量，降低生产成本。 [0005]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由氧化锌及添加剂组成，其中氧化锌ZnO含量为95~99mol%，其余量为添加剂；其特征在于:所述的添加剂由Sn、Sb、Co、Mn、B1、N1、S1、B及Al元素组成，添加的各元素按其氧化物形式计算的摩尔百分数分别如下=SnO2S0.25~1.20，Sb2O3 为 0.20 ~1.00，Co3O4 为 0.15 ~0.80，Mn2O3 为 0.10 ~0.40，Bi2O3 为 0.10 ~0.50，NiO 为 0.10 ~0.50，SiO2 为 0.02 ~0.10，B2O3 为 0.075 ~0.30，Al2O3 为 0.005 ~0.20。
[0006]所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，包括如下步骤:
(1)采用湿化学方法，将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上混合均匀，获得多元纳米粉体；
(2)将上述多元纳米粉体与主料氧化锌ZnO及其他添加剂元素的微米粉混合均匀，获得复合粉体；
(3)按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在900~1100°C烧结，最后经被银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
[0007]所述步骤(1)中所述的湿化学方法是采用溶胶-凝胶法或共沉淀法。
[0008]所述步骤(2)中所述的混合均匀是采用球磨法。
[0009]所述的溶胶-凝胶法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上分别溶于溶剂中，混合、搅拌均匀，加入络合剂，然后加入氨水或乙醇胺调节PH至6~11，再在40~80°C下水浴加热6~20小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在100~200°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在500~800°C煅烧I~2小时。[0010]所述的共沉淀法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上共同溶解于适量去离子水或乙二醇中得到混合盐溶液，然后配制沉淀剂溶液，再往反应池里加入去离子水和沉淀剂溶液调节pH至6~11，从而获得母液，将上述混合盐溶液和沉淀剂溶液同时滴入母液中并保持PH稳定在8~11，滴加完成后继续在30~70°C搅拌I~2小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀3~5次，再在80~100°C烘干，最后在500~800°C煅烧1~2小时。
[0011]所述的球磨法，是指采用玛瑙球或不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为400~800rpm,球料比为1:1~5:1,球磨时间为4~10小时。
[0012]上述步骤(3)中所述的烧结时间为I~4小时。
[0013]与现有技术相比，本发明获得的无铅无铬的氧化锌压敏电阻的压敏电压为400~550V/mm，非线性系数α > 25，漏电流L < 10 μ Α，综合性能良好；同时，本发明的压敏电阻中添加剂所占比例较一般发明减小约25%，极大地降低了成本。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细、完整的说明。
[0015]实施例1 本实施例的配方如下:
ZnO (99mol%)，Sn02 (0.25 mol%), Sb2O3 (0.20 mol%), Co3O4 (0.15 mol%),Mn2O3 (0.10mol%), Bi2O3 (0.10 mol%)，NiO (0.10 mol%)，Si02 ( 0.02 mol%)，B203 (0.075 mol%), Al2O3(0.005 mol%)。
[0016]将Co (CH3COO) 2.4H20、Mn (CH3COO) 2.4H20 和 Ni (NO3) 2.6H20 共同溶解在热水中，Bi (NO3)3.5H20溶于乙二醇中，混合、搅拌均匀，加入柠檬酸水溶液，然后加入乙醇胺调节pH至10，再在80°C下水浴加热20小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在170°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在580°C煅烧2小时得到多元纳米粉体。
[0017]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Sn02、Sb203、SiO2, H3BO3和Al(NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用玛瑙球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为500rpm，球料比为1: 1，球磨时间为8小时。球磨完毕的粉料经过烘干、研
磨获得复合粉体；
按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1050°C烧结2小时，最后经披银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
[0018]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为436V/mm，非线性系数α为37，漏电流Ilj为5 μ Α。
[0019]实施例2 本实施例的配方如下:
ZnO (98mol%), SnO2 (0.55 mol%), Sb2O3 (0.35 mol%), Co3O4 (0.30 mol%),Mn2O3 (0.25mol%), Bi2O3 (0.20 mol%), NiO (0.15 mol%), SiO2 (0.04 mol%), B2O3 (0.15 mol%), Al2O3(0.01 mol%)。
[0020]将Co (CH3COO) 2.4H20、Mn (CH3COO) 2.4H20 和 Ni (NO3) 2.6H20 共同溶解在热水中，SnCl4, Sb (CH3COO)3.4H20和Bi(NO3)3.5H20溶于乙二醇中，混合、搅拌均匀，加入柠檬酸水溶液，然后加入氨水调节PH至8，再在60°C下水浴加热18小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在100°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在680°C煅烧I小时得到多元纳米粉体。
[0021]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Si02、H3BO3和Al (NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为700rpm，球料比为1: 1，球磨时间为6小时。球磨完毕的粉料经过烘干、研磨获得复合粉体；按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1000°C烧结3小时，最后经披银、烧银即得所述的低成本氧化锌压敏电阻。
[0022]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为516V/mm，非线性系数α为26，漏电流Ilj为9 μ Α。
[0023]实施例3 本实施例的配方如下:
ZnO (96.5mol%), SnO2 (0.90 mol%), Sb2O3 (0.70 mol%), Co3O4 (0.55 mol%), Mn2O3(0.35 mol%),Bi2O3 (0.35 mol%)，NiO (0.30 mol%)，Si02 (0.06 mol%)，B203 (0.25 mol%),Al2O3 (0.04 mol%)。
[0024]将Co (CH3COO) 2.4H20、Mn (CH3COO) 2.4H20和Bi2O3共同溶解于硝酸中得到混合盐溶液，然后配制lmol/L的K2CO3溶液，再往反应池里加入去离子水和K2CO3溶液将pH调节至
9.40获得母液，将上述 混合盐溶液和K2CO3溶液同时滴入母液中并保持pH稳定在9.20左右，滴加完成后继续在40°C搅拌I小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀3次，再在100°C烘干，最后在580°C煅烧2小时。
[0025]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Sn02、Sb2O3> NiO, SiO2, H3BO3和Al(NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用玛瑙球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为550rpm，球料比为1: 1，球磨时间为8小时。球磨完毕的粉料经过烘干、研
磨获得复合粉体；
按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1050°C烧结2小时，最后经披银、烧银即得所述的低成本氧化锌压敏电阻。
[0026]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为432V/mm，非线性系数α为36，漏电流L为4μ Α。
[0027]实施例4 本实施例的配方如下:
ZnO (95mol%)，Sn02 (1.20 mol%), Sb2O3 (1.00 mol%), Co3O4 (0.80 mol%),Mn2O3 (0.40mol%), Bi2O3 (0.50 mol%), NiO (0.50 mol%), SiO2 (0.10 mol%), B2O3 (0.30 mol%), Al2O3(0.20 mol%)。
[0028]将Co (CH3COO) 2.4Η20、Μη (CH3COO) 2.4Η20和Bi2O3共同溶解于硝酸中得到混合盐溶液，然后量取100mL氨水，再往反应池里加入去离子水和氨水将pH调节至9.60获得母液，将上述混合盐溶液和氣水冋时滴入母液中并保持pH稳定在9.00左右，滴加完成后继续在60°C搅拌2小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀5次，再在80°C烘干，最后在680°C煅烧I小时。
[0029]将上述多元纳米粉体与主料ZnO以及添加剂Sn02、Sb2O3> NiO, SiO2, H3BO3和Al(NO3)3.9H20的微米级添加剂原料混合，采用不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为700rpm，球料比为1: 1，球磨时间为6小时。球磨完毕的粉料经过烘干、
研磨获得复合粉体；
按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在1000°C烧结3小时，最后经披银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
[0030]测试得知所获得的氧化锌压敏电阻的压敏电压为411V/mm，非线性系数α为32，漏电流L为7μ Α。
[0031]本发明不仅局限于上述【具体实施方式】，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其 他多种【具体实施方式】实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由氧化锌及添加剂组成，其中ZnO含量为95~99mol%，其余量为添加剂；其特征在于:所述的添加剂由Sn、Sb、Co、Mn、B1、N1、S1、B及Al元素组成，添加的各元素按其氧化物形式计算的摩尔百分数分别如下=SnO2为0.25~1.20，Sb2O3 为 0.20 ~1.00，Co3O4 为 0.15 ~0.80，Mn2O3 为 0.10 ~0.40，Bi2O3 为 0.10 ~0.50，NiO 为 0.10 ~0.50，SiO2 为 0.02 ~0.10，B2O3 为 0.075 ~0.30，Al2O3 为 0.005 ~0.20。
2.根据权利要求1所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，包括如下步骤: (1)采用湿化学方法，将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上混合均匀，获得多元纳米粉体； (2)将上述多元纳米粉体与主料氧化锌ZnO及其他添加剂元素的微米粉混合均匀，获得复合粉体； (3)按照电子陶瓷制备工艺，对上述复合粉体进行造粒压片制得生片，再将生片在900~1100°C烧结，最后经披银、烧银即得所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻。
3.根据权利要求2所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:步骤(1)中所述的湿化学方法是采用溶胶-凝胶法或共沉淀法。
4.根据权利要求2所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:步骤(2)中所述的混合均匀是采用球磨法。
5.根据权利要求3所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:所述的溶胶-凝胶法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上分别溶于溶剂中，混合、搅拌 均匀，加入络合剂，然后加入氨水或乙醇胺调节PH至6~11，再在40~80°C下水浴加热6~20小时以形成稳定的溶胶，将溶胶在100~200°C烘干得干凝胶，最后将干凝胶在500~800°C煅烧I~2小时。
6.根据权利要求3所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:所述的共沉淀法，是指将添加剂原料Sn、Sb、Co、Mn、Bi和Ni中的三种或三种以上共同溶解于适量去离子水或乙二醇中得到混合盐溶液，然后配制沉淀剂溶液，再往反应池里加入去离子水和沉淀剂溶液调节pH至6~11，从而获得母液，将上述混合盐溶液和沉淀剂溶液同时滴入母液中并保持pH稳定在8~11，滴加完成后继续在30~70°C搅拌I~2小时，再过滤得到沉淀，用去离子水反复洗涤沉淀3~5次，再在80~100°C烘干，最后在500~800°C煅烧I~2小时。
7.根据权利要求4所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:所述的球磨法，是指采用玛瑙球或不锈钢球，在行星式球磨机中以水作为介质进行湿磨，转速为400~800rpm,球料比为1:1~5: 1，球磨时间为4~10小时。
8.根据权利要求2所述的一种高电压梯度氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是:步骤⑶中所述的烧结时间为I~4小时。
【文档编号】C04B35/453GK103951415SQ201410128031
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】李桂芳, 曹全喜, 安晓妮 申请人:西安电子科技大学
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