本发明所制得单分散复合纳米ZnO陶瓷粉体的TEM图；黄原胶溶液 的质量百分比分别为〇. 5%和1. 5%，从图中可以看出复合纳米ZnO陶瓷粉体颗粒大小均一， 平均粒径为20~35nm，粒径相对较小；从图2、图3的对比可以看出，黄原胶的质量百分比 越高，合成的复合纳米ZnO陶瓷粉体分散性越好。
[0027] 图4是本发明所制得的ZnO压敏陶瓷的SEM图，图中的ZnO压敏陶瓷材料致密性 良好，形貌均一，颗粒大小为5~10 μ m。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的描述，但绝不限制本发明的范围： 实施例1 1、单分散复合纳米ZnO陶瓷粉体的制备 (1)将17. 19g的硝酸锌、0. 54g的硝酸铋和0. 27g的硝酸钴分别配置成I. 445mol/L、 0· 027mol/L 和 0· 023mol/L 的溶液，搅拌 30min。
[0029] (2)配置成质量百分比为0. 5%的黄原胶溶液，在60°C水浴中搅拌lh，黄原胶与混 合硝酸金属盐（211(勵3)2.6!120,81(勵3) 2.5!120，(：〇(勵3)2.6!120)质量比为1 :22.5。
[0030] (3)将（1)中的混合溶液缓慢加入到（2)中的黄原胶溶液中，在水浴80°C搅拌 IOh0
[0031] (4)最后得到的溶液在真空干燥箱80°C下干燥24h，在500°C下煅烧2h，冷却，取 出后在玛瑙研钵中研磨得到复合纳米ZnO陶瓷粉体。
[0032] 2、ZnO压敏陶瓷的制备 (1)在单分散纳米复合ZnO粉体中加入质量分数为2. 5%的聚乙烯醇（PVA)，聚乙烯醇 (PVA)与单分散复合纳米ZnO陶瓷粉体质量比为1:2,在研钵中研磨，用200目的筛子过筛 造粒，在50MPa下压制成片。
[0033] (2)将步骤（1)制得的片状素坯在1050°C下烧结，于空气气氛下保温2h，升降温速 率5°C /min，得到ZnO压敏陶瓷。
[0034] 实施例2 本实施例中，制备单分散复合纳米陶瓷ZnO粉体时，硝酸金属盐溶液的组分重量与实 施例1 一样，黄原胶溶液的质量百分比为I. 〇%，黄原胶与混合硝酸金属盐（Zn(NO3)2 · 6H20， Bi (NO3)2 · 5H20, Co(NO3)2 · 6H20)质量比为I: IL 25 ;混合硝酸金属盐溶液加入到黄原胶溶 液中，在水浴90°C下搅拌llh，干燥、煅烧，上述材料采用与实施例1相同的工艺步骤，制备 成ZnO压敏陶瓷，其不同之处在于陶瓷烧结温度为IKKTC。
[0035] 实施例3 本实施例中，制备单分散复合纳米陶瓷ZnO粉体时，硝酸金属盐溶液的组分重量与实 施例1 一样，黄原胶溶液的质量百分比为1. 5%，黄原胶与混合硝酸金属盐（Zn(NO3)2 ·6Η20， Bi (NO3)2 · 5H20, Co(NO3)2 · 6Η20)质量比为1:7. 5 ;混合硝酸金属盐溶液加入到黄原胶溶液 中，在水浴KKTC下搅拌12h，干燥、煅烧。上述材料采用与实施例1相同的工艺步骤，制备 成ZnO压敏陶瓷，其不同之处在于陶瓷烧结温度为1150°C。
【主权项】
1. 一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征在于： (1) 以分析纯的 Zn (NO3) 2 ? 6H20, Bi (NO3) 2 ? 5H20, Co (NO3) 2 ? 6H20 为原料，分别配置 Zn (NO3) 2水溶液、Bi (NO 3) 2水溶液和Co (NO 3) 2水溶液，并混合搅拌均匀得到混合溶液； (2) 取黄原胶溶于去离子水中，加热搅拌均匀，配置成质量百分比为0. 5%~1. 5%的黄 原胶溶液； (3) 将把步骤（1)中得到的混合溶液缓慢加入到步骤（2)配置的黄原胶水溶液中，然 后加热搅拌均匀； (4) 最后得到的溶液在真空干燥箱干燥，煅烧，冷却，取出后在玛瑙研钵中研磨得到复 合纳米ZnO陶瓷粉体。2. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征 在于：所述步骤1中的Zn(NO3)JjC溶液、Bi (NO3)2水溶液和Co (NO3)2水溶液的浓度分别为 I. 445mol/L、0. 027 mol/L 和 0? 023 mol/L ;搅拌时间为 30min。3. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征在 于：以摩尔百分含量计算，Zn (NO3) 2、Bi (NO3) 2、Co (NO3) 2水溶液按照95. 5%的ZnO, 3%的Bi 203， 1. 5%的CoO的配比混合。4. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征在 于：所述步骤2中的加热搅拌均匀指在60°C水浴中搅拌60min。5. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征在 于：所述步骤3中的搅拌均匀指在水浴80°C ~100°C搅拌l(Tl2h。6. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米Zn0压敏陶瓷粉体的方法，其 特征在于：所述步骤3中，黄原胶与混合硝酸金属盐（Zn(NO 3)2 ? 6H20, Bi(NO3)2 ? 5H20， Co(NO3)2 ? 6H20)的质量比为 1:22. 5- 1:7. 5。7. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征在 于：所述步骤4中的干燥指于80 °C下干燥24h，煅烧指于500 °C下煅烧2h，冷却至室温。8. 如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，其特征在 于：黄原胶溶液的质量百分比为1. 5%。9. 采用如权利要求1所述的一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体制备ZnO 压敏陶瓷的方法，所述ZnO压敏陶瓷片为黑灰色固体，收缩率6%~14%，压敏电压V 1biaS 300(T4000V/cm，漏电流 1^为 2~8 yA (0? 78V lniA)，非线性系数 a 为 27. 2~34. 6 ;其特征在 于方法的具体步骤如下： (1) 在单分散复合纳米ZnO陶瓷粉体中加入质量分数2. 5%的聚乙烯醇（PVA，聚乙烯醇 PVA与单分散复合纳米ZnO陶瓷粉体质量比为1:2,在研钵中研磨，用200目的筛子过筛造 粒，在40~80MPa下压制成片状； (2) 将步骤（1)制得的片状素坯在105(Tll50°C下烧结，于空气气氛下保温2h，升降温 速率5°C /min，得到ZnO压敏陶瓷； (3) 将步骤（2)制得的ZnO压敏陶瓷表面打磨，抛光，被银，制作电极。
【专利摘要】本发明涉及氧化锌压敏陶瓷，特指一种绿色方法制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法。采用黄原胶作为稳定剂来调控复合纳米颗粒的大小和形貌，黄原胶溶液在60℃反应分解D-甘露糖和D-葡萄糖醛，生成D-葡萄糖溶胶凝胶。缓慢加入硝酸锌，硝酸铋，和硝酸钴溶液，这时D-葡萄糖支链的羟基和金属阳离子生成前驱体。最后，前躯体经过煅烧得到复合纳米氧化锌陶瓷粉体，实验结果表明利用黄原胶可以合成复合纳米氧化锌陶瓷粉体，且陶瓷粉体颗粒大小均一,？分散性良好。
【IPC分类】C04B35/626, C04B35/453, H01C7/112, C04B35/636
【公开号】CN105016722
【申请号】CN201510389391
【发明人】王茂华, 刘婷婷, 赵中胤
【申请人】常州大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月6日