专利名称：一种Bi系氧化锌压敏电阻材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及压敏电阻材料领域，尤其涉及一种Bi系氧化锌压敏电阻材料。
背景技术：
氧化锌基陶瓷压敏电阻材料是一种广泛使用的抑制瞬态浪涌电压的电子材料，近来电子技术的发展对兼有除压敏功能以外的其他功能，如巨大的电容量的需求十分迫切。 目前所使用的氧化锌基压敏电阻材料的介电常数相对较小，通过调节其中的添加剂的比例，在一定程度上能够提高材料的介电特性，但是依然不能满足大容量应用的要求，例如消噪等方面。而半导体化的Ti02、SrTiO3除具有压敏功能外，其介电常数通常可以达到几千， 但是其制备工艺相对比较复杂且不易控制。因此寻求一种制备工艺简单，介电常数较高且具有良好的压敏功能的材料才能满足微电子技术器件小型化、多功能化的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种Bi系氧化锌压敏电阻材料，该材料具有巨大的介电常数和优良的压敏特性。本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决
一种Bi系氧化锌压敏电阻材料，包含以下组分的主物料，其含量为摩尔百分比ZnO 93 97%，Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5 I. 5%, MnCO3 O. 5 I. 5%, Sb2O3 O. 5 I. 5%, Al (NO3) 3·9Η20 O. 5 I. 5% ;还包括 LanCaxMnO3,其中 O. 6 ^ O. 8, La1^CaxMnO3 的摩尔百分比为5°/Γ40%，所述主物料的摩尔百分比为60°/Γ95%。本发明在传统压敏陶瓷配方中引入高绝缘相的LahCaxMnO3 (O.8)，在不增加材料漏流的同时能够大幅度提高材料的介电常数。优选地，所述La1-CaxMnO3的摩尔百分比为10% 30%，且O. 7彡ζ彡O. 8。发明人经过大量的实验证明，在以上的配方下，材料的介电常数为100(Γ2850，并具有优良的压敏特性，包括较高的非线性系数 40，和较小的漏电流 10 μ A。优选地，所述LanCaxMnO3的摩尔百分比为15% 25%，且z=0. 75。发明人在多次反复实验下得出以上技术方案，即LahCaxMnO3的摩尔百分比为 15 25%，Z=O. 75时，材料的介电常数在2800左右。一种Bi系氧化锌压敏电阻，由上述任意一项所述的Bi系氧化锌压敏电阻材料制备得到。本发明的优点本发明的陶瓷材料具有巨大的介电常数和优良的压敏电阻特性， 是一类具有广阔应用前景的复合压敏材料。
具体实施例方式下面结合优选具体实施方式
对本发明进行详细的阐述。在一个实施例中，Bi系氧化锌压敏电阻材料，包含以下组分的主物料，其含量
3为摩尔百分比ZnO 93 97%，Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5 I. 5%, MnCO3
O.5 I. 5%, Sb2O3 O. 5 I. 5%, Al (NO3)3^H2O O. 5 I. 5% ;还包括 La1^CaxMnO3,其中
0.6彡z彡O. 8, La1^CaxMnO3的摩尔百分比为5°/Γ40%，所述主物料的摩尔百分比为60°/Γ95%。在上述配比下，将主物料与LahCaxMnO3经烧结复合而成，材料的合成包括以下步骤
I、固相反应法合成 LahCaxMnO3 (O. 6 ≤ x≤ O. 8)
(I)选取一定的Ca掺杂量，根据分子式LahCaxMnO3(O. 6 ≤ x ≤ O. 8)，按化学计量比称取 La2O3, CaCO3, MnCO3。(2)将以上各组分、适量水、锆球及合适的分散剂置于球磨罐中，在150-400转/分条件球磨3个小时。(3)球磨结束后，将浆料置于料盘中，在10(Tl5(rC烘箱中将粉料烘干。(4)将烘干后的粉料在120(Tl40(rC条件下烧结2 4小时，然后粉碎后备用。2、Bi系氧化锌压敏电阻材料生料的合成；
(I)按照下述比例ZnO 93 97%, Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5
1.5%, MnCO3O. 5 I. 5%, Sb2O3O. 5 I. 5%, Al (NO3) 3·9Η200· 5 I. 5% 将称取各组分。(2)将除ZnO外的各物料、适量水、锆球及合适的分散剂置于球磨罐中，在150-400 转/分的条件球磨2 4个小时。(3)球磨结束后，将浆料置于料盘中，在10(Tl5(rC烘箱中将粉料烘干。(4)将步骤(3)的粉料、步骤(I)的ZnO、适量水、锆球及合适的分散剂置于球磨罐中，在150-400转/分的条件球磨2 4个小时，球磨结束烘干得到主物料、备用。3、复合材料的制备
将摩尔百分比为5°/Γ40%的LanCaxMnO3和摩尔百分比为60°/Γ95%的主物料球磨混合， 经过烘干、造粒、过筛等步骤制备粉体，最后于100(Tl30(rC烧结，进行复合材料的合成。以上的制备方法具有工艺简单，生产周期短，环保无毒，无需还原气氛等优点。在另一实施例中，LanCaxMnO3的摩尔百分比为10 30%，Ca掺杂量为
O.7 ^ O. 8，制备方法同上述实施例。本例中材料具有巨大的介电常数(介电常数范围为100(Γ2850)和优良的压敏特性，如较高的非线性系数 40，和较小的漏电流 10 μ A。在又一个实施例中，LahCaxMnO3的摩尔百分比为15 25%，Ca掺杂量为ζ=0. 75， 制备方法同上述实施例。本例中材料陶瓷具有最大的介电常数 2800和优良的压敏特性。以下通过更具体的实施例对本发明进行详细阐述。实施例一
Bi系氧化锌压敏电阻材料，包含以下组分的主物料，其含量为摩尔百分比ΖηΟ 96. 0%, Bi2O3 I. 0%, Cr2O3 O. 5%, Co2O3 O. 7%, MnCO3 O. 7%, Sb2O3 I. 0%, Al (NO3) 3·9Η20 O. 1% ;还
包括LahCarMnO3 :其中ζ=0. 65，摩尔百分比为20%，主物料的摩尔百分比为80%。制备方法同上述实施例，以下简述。I、依据分子式LanCaxMnO3 U=O. 65)，按化学计量比准确称量La2O3, CaCO3, MnCO3, 经过球磨混料烘干后，在1350°C下烧结3小时。2、按摩尔百分比准确称取 ZnO 96. 0%, Bi2O3 I. 0%, Cr2O3 O. 5%, Co2O3 O. 7%, MnCO3
O.7%，Sb2O3 I. 0%，Al (NO3) 3·9Η20 O. 1%，将各料球磨混合，烘干后得主物料备用。
3、分别称取摩尔百分比分别为20% La1^CaxMnO3 Cr=O. 65)、80%的主物料，经过球磨混合、造粒后压制成圆片。4、将圆片于1100°C下进行烧结，烧银后进行电性测量。选取30颗产品进行电性测量，测量的电性表如下所示
序号漏流(μ A)电位梯度(V/mm)介电常数I6.97568. 171315. 9325. 18560. 751288.6236. 35574. 601295. 7446. 14565. 061306.0754. 70548. 621290.3665. 24551.281301. 1774. 84549.011322.2986.06553. 961321. 3296. 53555. 001301. 85105. 89546.051327. 40116. 10563. 661330.89125. 03558. 681308.24135. 90545. 081318.35144. 94560. 601313. 65156. 35574.591268.30165. 33573. 971290. 69175. 86555.251270. 58185.63556.391298.86196.90537.671330. 40205. 50560. 481272. 85215. 72564. 601322.04225. 92550. 751324. 95236.68563. 451266.76245. 64549. 031294.02256.22552.911327. 90264. 15566.991295. 00277.91563. 161269.17286.92540. 171275. 75295. 45565. 321288.76305. 32554.581254.51
实施例二
与实施例一的区别在于添加的LahCaxMnO3中Ca的掺杂量^r=O. 75。选取30颗产品进行电性测量，测量的电性表如下所示
权利要求
1.一种Bi系氧化锌压敏电阻材料，其特征在于包含以下组分的主物料，其含量为摩尔百分比ZnO 93 97%，Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5 I. 5%, MnCO3O.5 I. 5%, Sb2O3 O. 5 I. 5%, Al (NO3)3^H2O O. 5 I. 5% ;还包括 La1^CaxMnO3,其中O.6≤z≤O. 8, La1^CaxMnO3的摩尔百分比为5°/Γ40%，所述主物料的摩尔百分比为60°/Γ95%。
2.如权利要求I所述的Bi系氧化锌压敏电阻材料，其特征在于所述LahCaxMnO3的摩尔百分比为10% 30%，且O. 7≤ζ≤O. 8。
3.如权利要求2所述的Bi系氧化锌压敏电阻材料，其特征在于所述LahCaxMnO3的摩尔百分比为15% 25%，且Z=O. 75。
4.一种Bi系氧化锌压敏电阻，其特征在于由权利要求1-3任意一项所述的Bi系氧化锌压敏电阻材料制备得到。
全文摘要
本发明公开了一种Bi系氧化锌压敏电阻材料，包含以下组分的主物料，其含量为摩尔百分比ZnO93~97%，Bi2O30.5~1.5%，Cr2O30.5~1.5%，Co2O30.5～1.5%，MnCO30.5～1.5%，Sb2O30.5～1.5%，Al(NO3)3 9H2O0.5～1.5%；还包括La1-xCaxMnO3，其中0.6≤x≤0.8，La1-xCaxMnO3的摩尔百分比为5%~40%，所述主物料的摩尔百分比为60%~95%。本发明的陶瓷材料具有巨大的介电常数和优良的压敏电阻特性，是一类具有广阔应用前景的复合压敏材料。
文档编号C04B35/453GK102603284SQ20121003138
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者冯志刚, 蒋振龙, 贾广平 申请人:深圳顺络电子股份有限公司