一种氧化锌压敏电阻器及其制备方法与流程

本发明涉及压敏电阻制备，具体涉及一种氧化锌压敏电阻器及其制备方法。

背景技术：

1、压敏电阻器是指一种对电压变化反应灵敏的限压型元件，其特点是：在规定的温度下，当电压超过某一临界值时，其阻值将急剧减小，通过它的电流急剧增加，电压和电流不呈线性关系。因此，压敏电阻器又被称为非线性变阻器。

2、氧化锌压敏电阻器是常见的一种压敏电阻器，氧化锌是此类压敏电阻的主要成分，起到骨架的作用，但单纯的氧化锌由于其n型半导体的性质，伏安特性曲线为线性关系，不能满足非线性需求。因此，氧化铋是氧化锌压敏电阻器最重要的添加剂之一，是使其具有非线性的必要物质。然而，氧化铋的熔点较低，仅为825℃，在1100℃即开始升华挥发，从而在烧结坯体中留下空隙，影响产品的致密性，进而引起产品电学性能的不一致性。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，旨在减少气孔，制备品质稳定的氧化锌压敏电阻器。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，其包括：

4、s1、原料称取：按摩尔分数组成称取主成分：(93.5～95.5)％zno、(0.8～1.2)％sb2o3、(1.2～1.6)％bi2o3、(0.4～0.6)％co2o3、(0.4～0.6)mnco3、(0.4～0.6)ni2o3、(0.4～0.6)mgo、(0.3～0.5)cr2o3、(0.5～0.8)sio2；

5、s2、前驱体粉末制备；

6、s21、预球磨：将sb2o3、co2o3、mnco3、ni2o3、mgo及cr2o3固体粉末加入到球磨罐，加入适量分散剂与适量无水乙醇，球磨、干燥后得到一次粉末；

7、s22、预烧结：将所述一次粉末在600-700℃温度下煅烧5-8h，球磨、干燥后得到二次粉末；

8、s23、混合球磨：将所述zno、bi2o3、sio2及所述二次粉末加入到球磨罐，加入适量分散剂与适量无水乙醇，球磨、干燥后得到前驱体粉末；

9、s3、生坯制备：在所述前驱体粉末中加入粘合剂造粒，模压成型，获得生坯；

10、s4、烧结：将所述生坯在氮气氛围中以10～15℃/min的温升速率一次升温至400℃，保温2～4h，然后按以30～50℃/min的二次温升速率升温至900-1000℃，保温8～10h，得到成型坯体。

11、进一步地，所述原料称取过程中，按摩尔分数组成称取主成分：94.5％zno、1％sb2o3、1.4％bi2o3、0.5％co2o3、0.5％mnco3、0.5％ni2o3、0.5％mgo、0.4％cr2o3、0.7％sio2；

12、进一步地，所述分散剂为柠檬酸三铵与琥珀酸酯的组合，质量比为1:(0.8～1.2)；所述预球磨过程中，所述分散剂的质量分数为所述预球磨的粉末质量的1.5～3wt％；所述混合球磨过程中，所述分散剂的质量分数为所述预球磨的粉末质量的1.5～3wt％。

13、进一步地，所述预球磨过程中，所述预球磨的粉末与锆球的质量比为1:(3～5)，所述预球磨的粉末与所述无水乙醇的质量比为1：(1～2)；所述混合球磨过程中，所述混合球磨的粉末与锆球的质量比为1:(3～5)，所述混合球磨的粉末与所述无水乙醇的质量比为1：(1～2)。

14、进一步地，所述预球磨过程中，锆球直径为3～5mm，球磨机转速300～500rpm，球磨时间6-8h；所述混合球磨过程中，锆球直径为3～5mm，球磨机转速300～500rpm，球磨时间8-12h。

15、进一步地，所述预球磨与所述混合球磨过程中，干燥温度为70～120℃烘烤箱，干燥10～15h。

16、进一步地，所述粘合剂为8～10％浓度的聚乙烯醇。

17、进一步地，s3中，所述模压的压力为10～15mpa,保压5～8min,所述生坯直径为8～10mm，厚度为1.5～2mm。

18、进一步地，s4中，二次升温的温度为940℃。

19、本发明的目的之二在于提供一种氧化锌压敏电阻器，旨在减少气孔，提高品质的稳定。

20、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

21、一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，其采用如前所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法制备。

22、采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：

23、1、本发明将sb2o3与除bi2o3及sio2之外的其他添加剂进行预烧，然后再与zno及bi2o3混合烧结，降低了氧化锌压敏电阻的烧结温度，抑制了bi2o3的升华挥发，从而提高了烧结的坯体的致密性，进而提高成品电性能的一致性；

24、2、本发明通过在原料制备工序中加入特定的分散剂，通过柠檬酸三铵改变粉末表面的电荷情况，使得粉末表面带负电荷，利用静电位阻降低下降速度，以利于保持分散体系，减少团聚现象；同时，利用琥珀酸酯形成的溶剂化链的空间阻碍作用，使得粉末互相排斥，进一步减少团聚，提高了球磨时原料的分散性，提高了原料混合效果；

25、3、本发明在氮气保护氛围内进行烧结，进一步抑制bi2o3的升华挥发，进一步降低气孔；

26、4、本发明在添加剂中加入了二氧化硅，通过二氧化硅与zno、bi2o3生成液相物质，对晶粒进行浸润，使得晶粒生长致密均匀；

27、5、本发明将烧结的最高温度优选为940℃，抑制zno晶粒的过大。

技术特征：

1.一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述原料称取过程中，按摩尔分数组成称取主成分：94.5％zno、1％sb2o3、1.4％bi2o3、0.5％co2o3、0.5％mnco3、0.5％ni2o3、0.5％mgo、0.4％cr2o3、0.7％sio2。

3.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述分散剂为柠檬酸三铵与琥珀酸酯的组合，质量比为1:(0.8～1.2)；所述预球磨过程中，所述分散剂的质量分数为所述预球磨的粉末质量的1.5～3wt％；所述混合球磨过程中，所述分散剂的质量分数为所述预球磨的粉末质量的1.5～3wt％。

4.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述预球磨过程中，所述预球磨的粉末与锆球的质量比为1:(3～5)，所述预球磨的粉末与所述无水乙醇的质量比为1：(1～2)；所述混合球磨过程中，所述混合球磨的粉末与锆球的质量比为1:(3～5)，所述混合球磨的粉末与所述无水乙醇的质量比为1：(1～2)。

5.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述预球磨过程中，锆球直径为3～5mm，球磨机转速300～500rpm，球磨时间6-8h；所述混合球磨过程中，锆球直径为3～5mm，球磨机转速300～500rpm，球磨时间8-12h。

6.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述预球磨与所述混合球磨过程中，干燥温度为70～120℃烘烤箱，干燥10～15h。

7.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述粘合剂为8～10％浓度的聚乙烯醇。

8.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：s3中，所述模压的压力为10～15mpa,保压5～8min,所述生坯直径为8～10mm，厚度为1.5～2mm。

9.如权利要求1所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于：s4中，二次升温的温度为940℃。

10.一种氧化锌压敏电阻器，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的氧化锌压敏电阻器的制备方法制备。

技术总结本发明涉及压敏电阻制备技术领域，提供了一种氧化锌压敏电阻器及其制备方法，其压敏电阻的主成分按摩尔分数为：(93.5～95.5)％ZnO、(0.8～1.2)％Sb2O3、(1.2～1.6)％Bi2O3、(0.4～0.6)％Co2O3、(0.4～0.6)MnCO3、(0.4～0.6)Ni2O3、(0.4～0.6)MgO、(0.3～0.5)Cr2O3、(0.5～0.8)SiO2；在进行烧结时，先将Sb2O3与除Bi2O3及SiO2之外的其他添加剂进行混合预烧，然后再与ZnO及Bi2O3混合烧结，降低了氧化锌压敏电阻的烧结温度，抑制了Bi2O3的升华挥发，又不影响Bi2O3的液相发挥作用，从而提高了烧结的坯体的致密性。技术研发人员：黄景林,钟永全受保护的技术使用者：厦门万明电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25