專利名稱：一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋅壓敏電阻的制備方法，尤其涉及一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅壓敏電阻由于其優(yōu)良的非線性特性和耐浪涌特性，而廣泛用于電子線路的過(guò)壓保護(hù)和電力傳輸線路的浪涌吸收，市場(chǎng)前景非常廣闊。
傳統(tǒng)的氧化鋅壓敏電阻的制備，都是采用微米材料，微觀結(jié)構(gòu)的均勻性很難得到進(jìn)一步的改善，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的電性能不能得到有效的改善，隨著近十多年來(lái)迅速發(fā)展的納米技術(shù)的深化研究，其制造技術(shù)和控制方法日益完善，使得納米技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到大規(guī)模的采用成為可能，本發(fā)明利用納米技術(shù)來(lái)制備氧化鋅壓敏電阻，能很好的解決流程復(fù)雜和成本太高的問(wèn)題，因?yàn)楫?dāng)材料粒度達(dá)到納米級(jí)的超微顆粒水平時(shí)，由于表面效應(yīng)和體積效應(yīng)與塊體材料有明顯的不同，會(huì)在電學(xué)性能、磁性、光學(xué)及熱力學(xué)性能方面產(chǎn)生許多獨(dú)特的、優(yōu)異的性能，這在材料領(lǐng)域已得到深入研究并取得了杰出的成績(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)中，已有采用單一添加劑成分的納米化來(lái)制備ZnO壓敏電阻，比如中國(guó)專利99120639.8《納米TiO2在制備ZnO壓敏電阻中的應(yīng)用》，先將納米化的TiO2同分散劑均勻混合，然后再加入ZnO壓敏電阻中的料方中，采用電子陶瓷工藝，經(jīng)研磨混合、造粒成型，再經(jīng)過(guò)1260℃燒結(jié)，制成納米摻雜ZnO壓敏電阻。該技術(shù)在改善壓敏電阻的某些性能方面具有一定的效果，但是該技術(shù)存在如下的不足一是燒結(jié)溫度達(dá)到1260℃，比較高，這樣會(huì)增大耗電量，縮短燒結(jié)爐的使用壽命，提高了生產(chǎn)成本；二是少部分納米化材料與大部分微米材料的均勻混合很困難，使得工藝上的難度增大。
現(xiàn)有技術(shù)中，還有采用全部主基料的納米化來(lái)制備ZnO壓敏電阻的方案，該技術(shù)雖然具有全方位的改性效果，從而提高產(chǎn)品的綜合電性能，特別是通流能力，但是該工藝存在兩個(gè)十分致命的缺陷，即流程復(fù)雜和成本太高，不宜引進(jìn)到規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提出一種燒結(jié)溫度比較低、成本低、工藝比較簡(jiǎn)單、具有特定工藝的納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取了下述技術(shù)方案一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，它是經(jīng)過(guò)如下工序制備而成的(1)制作納米添加劑把含有多種不同成分的添加材料納米化；(2)3％-7％重量的主基料氧化鋅納米化；(3)剩余的93％-97％重量的主基料氧化鋅采取微米級(jí)；(4)所述的納米添加劑添加到所述的主基料氧化鋅中，所述的主基料氧化鋅包括納米化的主基料氧化鋅和微米級(jí)的主基料氧化鋅；
(5)納米添加劑和主基料氧化鋅均勻混合，研磨，燒結(jié)。
在上述步驟(5)中，燒結(jié)的溫度大大降低，為1000-1050℃。燒結(jié)溫度顯著降低，因此可以大大降低耗電量，延長(zhǎng)燒結(jié)爐和爐具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
上述的步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)的順序是可以任意調(diào)換的，只要最后形成納米添加劑和納米化的主基料氧化鋅及微米級(jí)的主基料氧化鋅的均勻混合物即可。
本發(fā)明中的多種不同成分的添加材料主要包括氧化銻、氧化鈷、氧化鉍等，添加不同的材料，可以使壓敏電阻具有不同的電性能，這是行業(yè)內(nèi)的公知原理技術(shù)；但每種添加材料的成分組成及重量比例，不同的企業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，是每一個(gè)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量及性能的主要區(qū)分點(diǎn)，每一個(gè)企業(yè)都嚴(yán)加保密。在本發(fā)明中，添加劑的成分有多種，值得說(shuō)明的是，本發(fā)明并不是以添加劑的成分的不同來(lái)區(qū)別的，而是以納米化的添加劑結(jié)合小部分納米化的主基料、大部分微米化的主基料來(lái)最終制備壓敏電阻的，因此，采取其它不同成分的納米化的添加劑，均是本發(fā)明的等同變化。
本發(fā)明雖然簡(jiǎn)單，但是效果顯著，它有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、可減少傳統(tǒng)氧化鋅壓敏電阻的制作工藝，如不需要低溫?zé)崽幚砗豌y片分選，并根本上解決粘片現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的合格率；2、低溫?zé)Y(jié)。傳統(tǒng)的燒結(jié)溫度約為1200℃，而本發(fā)明的燒結(jié)溫度為1000℃-1050℃，可以降低耗電量，延長(zhǎng)燒結(jié)爐和爐具的使用壽命，降低生產(chǎn)成本；3、多成分材料的添加劑，可以實(shí)現(xiàn)組分的均勻，從而改善功能體相的微觀結(jié)構(gòu)均勻性，進(jìn)而對(duì)性能的提高有顯著的影響。4.少量氧化鋅主基料納米化替代全部氧化鋅主基料納米化，使壓敏電阻的電氣性能基本接近，但可以大大減低氧化鋅主基料納米化的成本。5.本發(fā)明對(duì)納米材料的運(yùn)用還可以在不降低吸收能量的前提下提高壓敏電阻的電壓梯度，這樣可節(jié)省原材料使用，降低產(chǎn)品的成本。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步解釋實(shí)施例1一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，主要包括下述工序(1)把主要包括氧化銻，氧化鈷等材料的添加劑納米化，成為納米添加劑；(2)3％的主基料氧化鋅納米化；(3)剩余的97％的主基料氧化鋅仍然采取微米級(jí)；(4)把少量的納米添加劑添加到氧化鋅中，形成均勻混合體；(5)再經(jīng)過(guò)1000-1050℃的燒結(jié)，就可以制造出納米添加氧化鋅壓敏電阻的銀片。
通過(guò)專業(yè)的分析，利用上述工序制造的納米添加氧化鋅壓敏電阻，其擊穿電壓提高10-40％，漏電流降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但降低了非線性系數(shù)。在對(duì)漏電流要求高、擊穿電壓的要求比較高時(shí)，可以采用本實(shí)施例的方案。
實(shí)施例2一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，主要包括下述工序(1)7％的主基料氧化鋅納米化；
(2)剩余的93％的主基料氧化鋅仍然采取微米級(jí)；(3)把包括氧化銻，氧化鉍等材料的添加劑納米化，成為納米添加劑；(4)少量的納米添加劑添加到氧化鋅中，形成均勻混合體；(5)再經(jīng)過(guò)1000-1050℃的燒結(jié)，就可以制造出納米添加氧化鋅壓敏電阻的銀片。
通過(guò)專業(yè)的分析，利用上述工序制造的納米添加氧化鋅壓敏電阻，其擊穿電壓基本不變，但漏電流幾乎為零，但能量密度有所下降。在對(duì)漏電流要求極高的場(chǎng)合，可以采用本實(shí)施例的方案。
實(shí)施例3一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，主要包括下述工序(1)5％的主基料氧化鋅納米化；(2)把包括氧化鉍，氧化鈷等材料的添加劑納米化，成為納米添加劑；(3)剩余的95％的主基料氧化鋅仍然采取微米級(jí)；(6)少量的納米添加劑添加到氧化鋅中，形成均勻混合體；(7)再經(jīng)過(guò)1000-1050℃的燒結(jié)，就可以制造出納米添加氧化鋅壓敏電阻的銀片。
通過(guò)專業(yè)的分析，利用上述工序制造的納米添加氧化鋅壓敏電阻，其擊穿電壓提高10-60％，非線性系數(shù)提高20-60％，漏電流降低30-50％，利用本實(shí)施例，可以比較全面的改善壓敏電阻的性能。
權(quán)利要求
1.一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，其特征是經(jīng)過(guò)下述工序制備而成(1)制作納米添加劑把含有多種不同成分的添加材料納米化；(2)3％-7％重量的主基料氧化鋅納米化；(3)剩余的93％-97％重量的主基料氧化鋅微米化；(4)所述的納米添加劑添加到所述的主基料氧化鋅中，所述的主基料氧化鋅包括納米化的主基料氧化鋅和微米級(jí)的主基料氧化鋅；(5)納米添加劑和主基料氧化鋅均勻混合，研磨，燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，其特征是步驟(5)中所述的燒結(jié)溫度為1000-1050℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，其特征是所述的步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)的順序可以任意調(diào)換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備方法，它包含這樣的工序(1)多成分材料的添加劑納米化，形成納米添加劑；(2)5％左右的氧化鋅材料納米化，(3)95％左右的氧化鋅材料仍然保持微米級(jí)，(4)把納米添加劑添加到上述氧化鋅材料中，經(jīng)過(guò)均勻混合、研磨、再經(jīng)過(guò)1000－1050℃的燒結(jié)，就可以制造出納米添加氧化鋅壓敏電阻的銀片。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、耗電量少、成品率高、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于納米添加氧化鋅壓敏電阻的制備中。
文檔編號(hào)H01C17/00GK1832059SQ20061003500
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月17日
發(fā)明者倫振雄, 盧金泉, 簡(jiǎn)國(guó)楷 申請(qǐng)人:廣東省佛山科星電子有限公司