專利名稱：：一種ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電工材料和制備領(lǐng)域，具體涉及一種ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑。
背景技術(shù)：
：在制備ZnO壓敏陶瓷的工藝過程中，粉體造粒和生坯成型是一步重要的工藝。由于混合干燥后的ZnO復合粉料顆粒細小，流動性差，在成型時很難充滿模具的各部分空間，且氣孔多，容易分層。因此，ZnO壓敏陶瓷的制備工藝都要經(jīng)過造粒階段。所謂造粒，就是將混合好并干燥后的粉料加入適當?shù)恼澈蟿?，形成具有一定強度、一定粒度并且流動性好的團粒。由于粘合劑溶液的表面張力，很多粉體微粒被粘在一起，并收縮成球狀團粒。造粒后的粉料團粒變大、變重，流動性好。粘合劑還使成型后的生坯具有一定的力學強度，成型后的生坯密度均勻，不易破碎。傳統(tǒng)的粘合劑多使用一定濃度的PVA(聚乙烯醇)水溶液，或者一定濃度的PVB(聚乙烯醇羧丁醛)。這些粘合劑均為有機粘合劑，均需要經(jīng)過在500°C左右的排膠工藝。然而，使用有機粘合劑會在高溫中生成C02和H20，在燒成后的陶瓷內(nèi)部留下一些氣孔等缺陷，從而影響ZnO壓敏陶瓷的電學性能。因此，如何提供一種粘合劑，使其既能夠提供和有機粘合劑相同粘合功能，同時還不會影響陶瓷電氣性能，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題一種ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，該ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑為硅酸鋁鎂(MgAl2Si06)、硝酸鋁(A1(N03)3)、硝酸銀(AgN03)和水混合形成的混合物膠體。較佳的，所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的原料組成的質(zhì)量比例為硅酸鋁鎂硝酸鋁硝酸銀水=1(0.010.4)(0.020.3)(525)。優(yōu)選的，所述水為去離子水。本發(fā)明中所述的ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的制備方法為按照原料組成比例，將硅酸鋁鎂、硝酸鋁、硝酸銀和水混合均勻即可。本發(fā)明還提供了使用所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑來制備ZnO壓敏陶瓷的方法，其特征在于將所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑與ZnO壓敏陶瓷原料粉體混合后，經(jīng)造粒和成型過程進行即可制得ZnO陶瓷生坯，制得的ZnO陶瓷生坯可直接燒結(jié)后制得ZnO壓敏陶瓷。所述造粒和成型過程為現(xiàn)有技術(shù)，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有所公開的內(nèi)容自行選擇，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考由KishiM.(Materiallntergration，2000，133(7)67-70)的文獻中公開的內(nèi)容對本發(fā)明中混入無機粘合劑后的ZnO壓敏陶瓷原料粉體進行3造粒和成型。本發(fā)明中所述的無機粘合劑適用于所有以ZnO粉體、Bi2O3粉體和Sb2O3粉體作為主要組成部分的ZnO壓敏陶瓷原料粉體，且該ZnO壓敏陶瓷原料粉體中還可能含有包括Co203、MnO2和Cr2O3等在內(nèi)的其他原料粉體。較佳的，所述ZnO壓敏陶瓷原料粉體中，以所述原料粉體的總重量計，ZnO粉體的重量百分比為97%99%,Bi2O3粉體的重量百分比為0.5%1.5%，Sb2O3粉體的重量百分比為0.5%1.5%。較佳的，所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的加入重量為所述ZnO壓敏陶瓷原料粉體重量的515%。較佳的，所述制得的ZnO陶瓷生坯在1100°C1200°C下燒結(jié)l_4h后制得ZnO壓敏陶瓷。本發(fā)明采用一種新型無機粘合劑，既是一種粘合劑，起到與PVA、PVB同樣的功能；同時，它也是ZnO壓敏陶瓷中的一種成分，可以提高陶瓷的電氣性能。目前國內(nèi)外尚無同類產(chǎn)品的報道。該無機粘合劑分解后的成分Si02、Mg0、Al203、A&0是ZnO壓敏陶瓷的有效添加成分，可以降低壓敏陶瓷的壓比，提高其通流能力和老化特性。這種無機粘合劑，既是一種粘合劑，起到與PVA粘合劑同樣的造粒和成型功能；同時，它也是ZnO壓敏陶瓷中的一種添加劑，可以提高其電學性能，采用本發(fā)明的無機粘合劑制備的壓敏陶瓷電阻片的耐大電流沖擊性能可提高20%、壓比明顯下降，耐老化性能有所提高。本發(fā)明的無機溶膠型粘合劑，可替代壓敏陶瓷造粒成型用的各種有機粘合劑而且無需排膠工藝可直接燒成壓敏陶瓷，減少了ZnO壓敏陶瓷制備的工藝環(huán)節(jié)，可大幅度降低生產(chǎn)成本。圖1采用實施例1中無機粘合劑制備的ZnO壓敏陶瓷的SEM照片。具體實施例方式下面通過具體實施例進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實施例1原料使用市售的硅酸鋁鎂，硝酸鋁，硝酸銀，去離子水。按照硅酸鋁鎂硝酸鋁硝酸銀去離子水=10.0440.085(質(zhì)量比)稱量混合制成無機粘合劑。然后在組成重量比例為97%ZnO+1.5%Sb2O3+!-5%Bi2O3的ZnO壓敏陶瓷原料粉體中加入前面制得的ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，且以所述ZnO壓敏陶瓷原料粉體的總重量計，加入的無機粘合劑的重量百分比為15wt%。通過造粒和干壓成型后制得直徑為25mm，厚度22mm的電阻片，在1150°C下燒結(jié)2h后獲得壓敏陶瓷。燒結(jié)樣品的SEM照片參見圖1，可見其具有很好的致密性。實施例2原料使用市售的硅酸鋁鎂，硝酸鋁，硝酸銀，去離子水。按照硅酸鋁鎂硝酸鋁硝酸銀去離子水=10.010.325(質(zhì)量比)稱量混合制成無機粘合劑。然后在組成重量比例為98%ZnO+1.5%Sb203+0.5%Bi2O3的ZnO壓敏陶瓷原料粉體中加入前面制得的ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，且以所述ZnO壓敏陶瓷原料粉體的總重量計，加入的無機粘合劑的重量百分比為5wt%。通過造粒和干壓成型后制得直徑為25mm，厚度22mm的電阻片，在1100°C下燒結(jié)Ih后獲得壓敏陶瓷。實施例3原料使用市售的硅酸鋁鎂，硝酸鋁，硝酸銀，去離子水。按照硅酸鋁鎂硝酸鋁硝酸銀去離子水=10.40.0220(質(zhì)量比)稱量混合制成無機粘合劑。然后在組成重量比例為98%ZnO+O.5%Sb2O3+!-5%Bi2O3的ZnO壓敏陶瓷原料粉體中加入前面制得的ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，且以所述ZnO壓敏陶瓷原料粉體的總重量計，加入的無機粘合劑的重量百分比為IOwt%。通過造粒和干壓成型后制得直徑為25mm，厚度22mm的電阻片，在1200°C下燒結(jié)4h后獲得壓敏陶瓷。采用實施例13中制得的直徑為25mm厚度22mm的電阻片燒結(jié)后的性能與市售電阻片的對比數(shù)據(jù)參見表1。從表1中可以看到，采用本發(fā)明的無機粘合劑制備的壓敏陶瓷電阻片的耐大電流沖擊性能明顯提高、壓比明顯下降，耐老化性能有所提高，由此可見本發(fā)明的顯著效果。表1本發(fā)明制得的ZnO電阻與市售電阻的性能對比數(shù)據(jù)表表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*對比例僅為對比說明本發(fā)明的效果，不屬于本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求一種ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，該ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑為硅酸鋁鎂、硝酸鋁、硝酸銀和水混合形成的混合物膠體。2.如權(quán)利要求1中所述的ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，其特征在于，所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的原料組成的質(zhì)量比例為硅酸鋁鎂硝酸鋁硝酸銀水=1(0.010.4)(0.020.3)(525)。3.如權(quán)利要求1或2中任一權(quán)利要求所述的ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑，其特征在于，所述水為去離子水。4.權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求中所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的制備方法，包括如下步驟按照原料組成比例，將硅酸鋁鎂、硝酸鋁、硝酸銀和水混合均勻即可。5.權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求中所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑用于制備ZnO壓敏陶瓷。6.一種使用權(quán)利要求13中任一權(quán)利要求中所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑來制備ZnO壓敏陶瓷的方法，包括如下步驟將所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑與ZnO壓敏陶瓷原料粉體混合后，經(jīng)造粒和成型過程進行即可制得ZnO陶瓷生坯，制得的ZnO陶瓷生坯經(jīng)燒結(jié)后制得ZnO壓敏陶瓷。7.如權(quán)利要求6中所述的制備ZnO壓敏陶瓷的方法，其特征在于，所述ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑的加入重量為所述ZnO壓敏陶瓷原料粉體重量的515%。8.如權(quán)利要求6中所述的制備ZnO壓敏陶瓷的方法，其特征在于，所述燒結(jié)溫度為1100°C1200°C，燒結(jié)時間為14h。全文摘要本發(fā)明屬于電工材料和制備領(lǐng)域，具體涉及一種ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑。該ZnO壓敏陶瓷用無機粘合劑為硅酸鋁鎂、硝酸鋁、硝酸銀和水混合形成的混合物膠體。本發(fā)明的無機粘合劑，既是一種粘合劑，起到與PVA粘合劑同樣的造粒和成型功能；同時，它也是ZnO壓敏陶瓷中的一種添加劑，可以提高其電學性能。本發(fā)明的無機溶膠型粘合劑在用于制備ZnO壓敏陶瓷過程中，造粒成型后不需要排膠工藝可直接燒成壓敏陶瓷，減少了ZnO壓敏陶瓷制備的工藝環(huán)節(jié)，可大幅度降低生產(chǎn)成本。文檔編號C09J1/00GK101831245SQ20101013530公開日2010年9月15日申請日期2010年3月30日優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日發(fā)明者曾江濤,李國榮,李玉科,程麗紅,鄭嘹贏申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所