專利名稱：：一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種壓敏電阻材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：壓壽丈電阻材料，因其具有優(yōu)異的非線性電壓-電流特性，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于過(guò)壓保護(hù)、穩(wěn)壓等方面。壓敏電阻的性能主要以電壓非線性系數(shù)oc表征a=lg(/2//J/lgW/，式中12和I!分別取10mA/cm2和lmA/cm2，Va和V分別是對(duì)應(yīng)于電流12和L的電壓值。a值越大，壓^:電阻對(duì)電壓的變化越敏感，其過(guò)壓保護(hù)、穩(wěn)壓等性能越好?，F(xiàn)有的壓敏電阻以ZnO材料為主，其制備方法為以ZnO粉末為主要原料，添加Bi203和其它的一些氧4b物，如Sb203、0)203等，通過(guò)高溫陶瓷制備工藝得到，高溫陶瓷燒結(jié)工藝溫度為90(TC130(TC,燒結(jié)時(shí)間為4小時(shí)以上。因此現(xiàn)有的壓敏電阻為陶瓷型壓敏電阻，具有陶瓷材料所具有的共同缺點(diǎn)機(jī)械性能差，脆性強(qiáng)、易碎、再加工困難。而且制備陶瓷材料需要高溫長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)，耗能多，不利于環(huán)保，制備成本高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，該方法制備的壓敏電阻材料的非線性系數(shù)大，應(yīng)用廣泛；其制作成本低，能耗?。磺移錂C(jī)械性能好，韌性大，不易破碎，易加工制作成各種復(fù)雜形狀的組件。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其具體作法是a、制備錳氧化物前驅(qū)粉:換分子式La^MxMnOs，0<x<l，的La、M、Mn的原子比，配備1^203,SrC03或CaC03，Mn02原料，M為Sr或Ca;將配備的原料混合、研磨后，再進(jìn)行23次的煅燒及煅燒后的研磨，每次煅燒溫度均為1100-1300°C,時(shí)間均為520小時(shí)，制得La,.xMxMn03前驅(qū)粉；b、包裹偶耳關(guān)劑將a步的前驅(qū)粉與重量為前驅(qū)粉的0.5~1.5°/。的偶聯(lián)劑混合，并攪拌均勻；c、凈占接將重量為a步前驅(qū)粉8~25%的粘接劑及與粘接劑配合的固化劑依次溶于丙酮中，然后加入b步包裹偶Jf關(guān)劑后的前驅(qū)粉，均勻混合后烘干，在10~800Mpa壓力下壓制成型，在室溫固化24小時(shí)，即得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、實(shí)驗(yàn)i正明，本發(fā)明的錳氧化物壓敏電阻的伏-安特性的非線性系數(shù)a可達(dá)1050，可作為壓敏電阻材料使用。并且可通過(guò)改變祐接劑的加入量來(lái)調(diào)節(jié)其非線性系數(shù)的大小，使其應(yīng)用范圍更廣泛。二、在錳氧化物前驅(qū)粉中加入偶聯(lián)劑，處理前驅(qū)粉的表面，使其由親水性變?yōu)槭杷?，從而b步包裹偶聯(lián)劑后的前驅(qū)粉與c步中的粘接劑之間的界面結(jié)合良好，粘接牢固，從而使本發(fā)明采用粘接的方法代替燒結(jié)的方法制成了非燒結(jié)型的壓敏電阻材料，較之燒結(jié)方法，本發(fā)明制得物的機(jī)械性能好，韌性大，不易破碎，易加工制作成各種復(fù)雜形狀的組件。三、在制作過(guò)程中不需要對(duì)前驅(qū)粉進(jìn)行高溫、長(zhǎng)時(shí)間的燒結(jié)，能耗小，制備成本低。上述的c步中加入的粘接劑為環(huán)氧樹(shù)脂，烘干溫度為60~150°C。環(huán)氧樹(shù)脂為常用的粘接劑，成本低。上述的b步中加入的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。硅烷偶聯(lián)劑為常用的偶聯(lián)劑，其成本低。下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一制備的非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的掃描電鏡照片。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一制備的非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的X射線衍射圖譜。圖3是本發(fā)明實(shí)施例二制備的非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的掃描電鏡照片。圖4是本發(fā)明實(shí)施例二制備的非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的X射線衍射圖譜。圖5是本發(fā)明實(shí)施例二制備的非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的伏-安特性曲線。具體實(shí)施方式實(shí)施例一本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式為，一種制備非燒結(jié)陶瓷型壓每丈電阻材料的方法，其具體作法為a、制備錳氧化物前驅(qū)粉將La203、SrC03和癒02按分子式Lai-xMxMn03x=0.2，的La、M、Mn的原子比配備配料，其中M為Sr,配料研磨后，進(jìn)行3次的煅燒及煅燒后的研磨，每次的煅燒溫度均為130(TC時(shí)間為10小時(shí)，即得La0.8Sra2MnO3前馬區(qū)斗分。b、包裹偶聯(lián)劑將a步的前驅(qū)粉與前驅(qū)粉重量1%的硅烷偶聯(lián)劑充分混合，并攪拌均勻。c、粘接將a步的前驅(qū)粉重量10%的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑及與該份量的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑配合的固化劑依次溶于丙酮溶液中，然后加入b步偶聯(lián)劑包覆后的前驅(qū)粉，均勻混合后IO(TC烘干，在800Mpa壓力下壓制成型，在室溫固化24小時(shí)，即得。圖1、2示出，用本例方法制得的非燒結(jié)陶瓷型壓^i丈電阻材料，其成相效果好。實(shí)施例二本例與實(shí)施例一基本相同，所不同的僅僅是c步中加入的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的重量為a步的前驅(qū)4分重量的20%。圖3、4示出，用本例方法制得的非燒結(jié)陶瓷型壓4^丈電阻材料，成相效果好。圖5示出，本例的壓敏材料具有明顯的非線性伏-安特性，其非線性系數(shù)a達(dá)45丄實(shí)施例三本例與實(shí)施例一基本相同，所不同的僅僅是c步中加入的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的重量為a步的前驅(qū)^^分重量的25%。本例的壓敏材料，經(jīng)測(cè)試其非線性系數(shù)a為50.0。實(shí)施例四本例與實(shí)施例一基本相同，所不同的僅僅是c步中加入的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的重量為a步的前驅(qū)^l分重量的12%。本例的壓敏材料，經(jīng)測(cè)試其非線性系數(shù)a為3.9。實(shí)施例五本例與實(shí)施例一基本相同，所不同的僅僅是c步中加入的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的重量為a步的前驅(qū)粉重量的8%。本例的壓敏材料，經(jīng)測(cè)試其非線性系數(shù)oc為1.9。實(shí)施例六一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其具體作法是a、制備錳氧化物前驅(qū)粉將La203、Ca203、Mn02按分子式LakMxMnCbx二0.9的La、M、Mn的原子比配備原料，其中M為Ca,將配備的原料研磨后，將配備的原料研磨后，進(jìn)行3次的煅燒及煅燒后的研磨，每次的煅燒溫度均為1300°C時(shí)間為20小時(shí)，即得LaaiCa。.9Mn03前驅(qū)4分。b、前驅(qū)粉外包裹偶聯(lián)劑將a步的前驅(qū)粉與前驅(qū)粉重量1.5%的硅烷偶聯(lián)劑充分混合，并攪拌均勻。c、前驅(qū)粉的粘接將a步的前驅(qū)粉重量25%的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑及與該份量的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑配合的固化劑依次溶于丙酮溶液中，然后加入b步偶聯(lián)劑包覆后的前驅(qū)粉，均勻混合后6(TC烘干，在600Mpa壓力下壓制成型，在室溫固化24小時(shí)，即得。經(jīng)測(cè)試得其非線性系數(shù)a為15.2。實(shí)施例七一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其具體作法是a、制備錳氧化物前驅(qū)粉將1^203、CaC03、癒02按分子式La^MxMnCbx=0.1的La、M、Mn的原子比配備原料，其中M為Ca,將配備的原料研磨后，進(jìn)行2次的煅燒及煅燒后的研磨，每次煅燒溫度的均為IIO(TC時(shí)間為5小時(shí)，即得Lao.9CaalMn03前驅(qū)粉。b、包裹偶聯(lián)劑將a步的前驅(qū)粉與前驅(qū)粉重量0.5%的硅烷偶聯(lián)劑充分混合，并攪拌均勻。c、粘接將a步的前驅(qū)粉重量8%的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑及與該份量的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑配合的固化劑依次溶于丙酮溶液中，然后加入b步偶聯(lián)劑包覆后的前驅(qū)粉，均勻混合后150。C烘干，在10Mpa壓力下壓制成型，在室溫固化24小時(shí)，即可。實(shí)施例八一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其具體作法是a、制備錳氧化物前驅(qū)粉#La203、CaC03、嵐02按分子式La^MxMnOgx=0.5，的La、M、Mn的原子比配備原料，其中M為Ca，將配備的原料研磨后，進(jìn)行2次的煅燒及'煅燒后的研磨，每次的煅燒溫度均為1200。C時(shí)間為15小時(shí)，即得Lan5Cao.5Mn03前驅(qū)粉。b、偶聯(lián)劑包裹將a步的前驅(qū)粉與前驅(qū)粉重量0.5%的硅烷偶聯(lián)劑充分混合，并攪拌均勻。c、粘接將a步的前驅(qū)粉重量15%的環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑及與該份量的環(huán)氧樹(shù)脂祐接劑配合的固化劑依次溶于丙酮溶液中，然后加入b步偶聯(lián)劑包覆后的前驅(qū)粉，均勻混合后120。C烘干，在400Mpa壓力下壓制成型，在室溫固化24小時(shí)，即可。將以上實(shí)施例二五制得物的非線性系數(shù)的測(cè)試數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)添加的粘接劑含量填入下表。從表可見(jiàn)，制備過(guò)程中加入的粘接劑含量與非線性系數(shù)成正相關(guān)關(guān)系，也即本發(fā)明可以通過(guò)粘接劑加入量的改變來(lái)調(diào)節(jié)制得物的非線性系數(shù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明中所采用的與環(huán)氧樹(shù)脂配合的固化劑種類及其配合量均為成熟的現(xiàn)有技術(shù)，如乙二胺、二乙烯三胺、二丙烯三胺、三甲基六亞曱基二胺，而其與環(huán)氧樹(shù)脂相配合的量，也為成熟的現(xiàn)有技術(shù)，可以從環(huán)氧樹(shù)脂的使用說(shuō)明書(shū)上直接獲取。本發(fā)明中所采用的硅烷偶聯(lián)劑可采用市售的任何一種牌號(hào)的硅烷偶聯(lián)劑，如KH-550硅烷偶聯(lián)劑，KH-560硅烷偶聯(lián)劑、DL-602硅烷偶聯(lián)劑等。權(quán)利要求1、一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其具體作法是a、制備錳氧化物前驅(qū)粉按分子式La1-xMxMnO3，0＜x＜1，的La、M、Mn的原子比，配備La2O3，SrCO3或CaCO3，MnO2原料，M為Sr或Ca；將配備的原料混合、研磨后，再進(jìn)行2～3次的煅燒及煅燒后的研磨，每次煅燒溫度均為1100～1300℃，時(shí)間均為5～20小時(shí)，制得La1-xMxMnO3前驅(qū)粉；b、包裹偶聯(lián)劑將a步的前驅(qū)粉與重量為前驅(qū)粉的0.5～1.5％的偶聯(lián)劑混合，并攪拌均勻；c、粘接將重量為a步前驅(qū)粉8～25％的粘接劑及與粘接劑配合的固化劑依次溶于丙酮中，然后加入b步包裹偶聯(lián)劑后的前驅(qū)粉，均勻混合后烘干，在10～800Mpa壓力下壓制成型，在室溫固化24小時(shí)，即得。2、如權(quán)利要求1所述的一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其特征在于所述的c步中加入的粘接劑為環(huán)氧樹(shù)脂，烘干溫度為60~15(TC。3、如權(quán)利要求1所述的一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其特征在于所述的b步中加入的偶聯(lián)劑為硅烷偶4關(guān)劑。全文摘要一種非燒結(jié)陶瓷型壓敏電阻材料的制備方法，其具體作法是a.選取La₂O₃、SrCO₃、CaCO₃與MnO₂按分子式La_1-xM_xMnO₃，0＜x＜1的原子比配料，M為Sr或Ca，混合研磨后，進(jìn)行2～3次的煅燒及煅燒后的研磨，得前驅(qū)粉；b.將前驅(qū)粉與前驅(qū)粉重量0.5～1.5％的偶聯(lián)劑混合，攪拌均勻；c.將前驅(qū)粉重量8～25％的粘接劑及與配合的固化劑依次溶于丙酮中，然后加入b步的前驅(qū)粉，均勻混合后烘干，10～800MPa壓制成型并固化，即得。該方法制備的壓敏電阻材料非線性系數(shù)大，其非線性系數(shù)α可以方便地通過(guò)改變粘接劑的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)用廣泛；機(jī)械性能好，韌性大，不易破碎，易加工制作成型；成本低，能耗小。文檔編號(hào)C04B35/622GK101624292SQ20091006008公開(kāi)日2010年1月13日申請(qǐng)日期2009年7月22日優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日發(fā)明者莉呂,楊立芹,敏潘,羊新勝,勇趙申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)