高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，包括以下步骤：1)在惰性气体保护下，将碳酸锰、碳酸钇、碳酸钡碳酸铷混合，干磨、煅烧，得到混合物A；2)向微米级的氧化锌和微米级的二氧化钛粉末中加入纳米级氧化钛、五氧化二锑、三氧化二钴、二氧化锡，搅拌得混合物B；3)将混合物A和混合物B进行高能湿磨，得到混合物C；4)向步骤3)中加入硝酸铋、硝酸银、硝酸镁、以及分散剂和消泡剂，高能湿磨、干燥，得到高能型氧化锌/二氧化钛压敏电阻复合粉体；5)将步骤4)产物压制成型、烧结，得到产品。本发明制备方法简单，产品具有较高的能量密度，批次稳定合格率高，而且快速、节能、环保，适合规模化生产。
【专利说明】
高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺
技术领域
[0001]本发明涉及高性能压敏电阻用氧化锌/ 二氧化钛复合材料的制备工艺。
【背景技术】
[0002]压敏电阻器(Varistor)是指在一定温度下和某一特定电压范围内具有非线性电流-电压特性、其电阻随着施加的电压增加而急剧减小的一种半导体材料器件。它的应用很广，可以用作抑制输电线路浪涌的阀元件和各种电子元器件的过压保护元件(又叫瞬态电流抑制器或浪涌抑制器)等。
[0003]目前，商业化的压敏电阻器主要是以氧化锌为基的复合材料电子陶瓷元件。氧化锌基压敏电阻材料的研制和应用已成为氧化物电子陶瓷技术的一个迅速发展的领域，其市场前景十分广阔，具有深远的研究意义。其中，高能型氧化锌压敏电阻属于Zn0/Bi203/Ti02系压敏电阻，其能量容量高，但大电流性能不理想，尤其是小直径元件的残压比较高，经常达不到限压要求，因此，提高高能型压敏电阻的电位梯度和降低残压比，已经成为压敏电阻的研发趋势。
【发明内容】
[0004]为了解决以上问题，本发明提供了高性能压敏电阻用氧化锌/ 二氧化钛复合材料的制备工艺，其具体技术方案如下:
[0005]高性能压敏电阻用氧化锌/ 二氧化钛复合材料的制备工艺，包括以下步骤:
[0006]I)在惰性气体保护下，将摩尔百分比为40?45%的氧化锌、40?45%的二氧化钛、0.1?1.0%的碳酸锰、0.1?1.0%的碳酸钇、0.01?0.1 %的碳酸钡和0.001?0.1%的碳酸铷混合，在高能干磨、煅烧，再次高能干磨，得到混合物A ;
[0007]2)向摩尔百分比为45?60%微米级的氧化锌和35?50%微米级的二氧化钛粉末中加入摩尔百分比为0.05?2.0%的纳米级氧化钛、0.02?0.8%的五氧化二锑、0.5?
2.0%的三氧化二钴、0.1?1.0%的二氧化锡，搅拌均匀，得到混合物B ；
[0008]3)将混合物A和混合物B进行高能湿磨，得到混合物C ;
[0009]4)向步骤3)中加入摩尔百分比为0.01?0.03%的硝酸铋、0.001?0.008%的硝酸银、0.001?0.005%的硝酸镁、以及分散剂和消泡剂，继续高能湿磨、干燥，得到高能型氧化锌/二氧化钛压敏电阻复合粉体；
[0010]5)将步骤4)得到的高能型氧化锌/ 二氧化钛压敏电阻复合粉体压制成型、烧结，得到高能型氧化锌压敏电阻。
[0011]所述步骤I)中惰性气体为氩气和氧气，纯度在在99.99vol.%以上。所述步骤I)中高能球磨机为可变频行星式高能球磨机。所述步骤I)中高能球磨机转速为400?800转/分，优选450?750r/min。所述步骤2)中高能湿磨在去离子水或乙醇中进行。所述步骤4)中高能湿磨时间为I?6h。所述步骤5)中烧结温度为300?800°C，时间为5?120mino
[0012]本发明优点在于:本发明制备方法简单，产品具有较高的能量密度，批次稳定合格率高，而且快速、节能、环保，适合规模化生产。
【具体实施方式】
[0013]结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0014]实施例1:
[0015]I)在氮气保护下，将45g的氧化锌、40g的二氧化钛、Ig的碳酸锰、0.1g的碳酸钇、
0.2g的碳酸钡和0.5g的碳酸铷混合，在300°C下高能干磨lh、1200°C下煅烧3h，再次高能干磨，得到混合物A ;
[0016]2)向45g微米级的氧化锌和44g微米级的二氧化钛粉末中加入摩尔百分比为3g的纳米级氧化钛、Ig的五氧化二锑、Ig的三氧化二钴、Ig的二氧化锡，搅拌均匀，得到混合物B ;
[0017]3)将混合物A和混合物B进行200°C下高能湿磨2h，得到混合物C ;
[0018]4)向步骤3)中加入0.5g的硝酸铋、0.5g的硝酸银、0.5g的硝酸镁、以及5g分散剂和2g消泡剂，继续200°C高能湿磨2h、150°C干燥3h，得到高能型氧化锌/ 二氧化钛压敏电阻复合粉体；
[0019]5)将步骤4)得到的高能型氧化锌/二氧化钛压敏电阻复合粉体压制成型、1000°C烧结lh，得到高能型氧化锌压敏电阻。
[0020]实施例2:
[0021]I)在氮气保护下，将40g的氧化锌、46g的二氧化钛、Ig的碳酸锰、Ig的碳酸钇、2g的碳酸钡和5g的碳酸铷混合，在200°C下高能干磨2h、1000°C下煅烧2h，再次高能干磨，得到混合物A ;
[0022]2)向46g微米级的氧化锌和44g微米级的二氧化钛粉末中加入摩尔百分比为3g的纳米级氧化钛、2g的五氧化二锑、2g的三氧化二钴、4g的二氧化锡，搅拌均匀，得到混合物B ;
[0023]3)将混合物A和混合物B进行300°C下高能湿磨lh，得到混合物C ;
[0024]4)向步骤3)中加入1.5g的硝酸铋、2.5g的硝酸银、3.5g的硝酸镁、以及6g分散剂和2g消泡剂，继续300°C高能湿磨3h、250°C干燥4h，得到高能型氧化锌/ 二氧化钛压敏电阻复合粉体；
[0025]5)将步骤4)得到的高能型氧化锌/二氧化钛压敏电阻复合粉体压制成型、1200°C烧结1.5h，得到高能型氧化锌压敏电阻。
[0026]同现有技术相比，本发明制备方法简单，产品具有较高的能量密度，批次稳定合格率高，而且快速、节能、环保，适合规模化生产。
【主权项】
1.高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤: 1)在惰性气体保护下，将摩尔百分比为40?45%的氧化锌、40?45%的二氧化钛、0.1?1.0%的碳酸锰、0.1?1.0%的碳酸钇、0.01?0.1 %的碳酸钡和0.001?0.1%的碳酸铷混合，在高能干磨、煅烧，再次高能干磨，得到混合物A ； 2)向摩尔百分比为45?60%微米级的氧化锌和35?50%微米级的二氧化钛粉末中加入摩尔百分比为0.05?2.0 %的纳米级氧化钛、0.02?0.8%的五氧化二锑、0.5?2.0%的三氧化二钴、0.1?1.0%的二氧化锡，搅拌均匀，得到混合物B ； 3)将混合物A和混合物B进行高能湿磨，得到混合物C; 4)向步骤3)中加入摩尔百分比为0.01?0.03%的硝酸铋、0.001?0.008%的硝酸银、0.001?0.005%的硝酸镁、以及分散剂和消泡剂，继续高能湿磨、干燥，得到高能型氧化锌/二氧化钛压敏电阻复合粉体； 5)将步骤4)得到的高能型氧化锌/二氧化钛压敏电阻复合粉体压制成型、烧结，得到高能型氧化锌压敏电阻。2.根据权利要求所述的高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于:所述步骤I)中惰性气体为氩气和氧气，纯度在在99.99vol.%以上。3.根据权利要求1所述的高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于:所述步骤I)中高能球磨机为可变频行星式高能球磨机。4.根据权利要求1所述的高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于:所述步骤I)中高能球磨机转速为400?800转/分，优选450?750r/min。5.根据权利要求1所述的高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于:所述步骤2)中高能湿磨在去离子水或乙醇中进行。6.根据权利要求1所述的高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于:所述步骤4)中高能湿磨时间为I?6h。7.根据权利要求1所述的高性能压敏电阻用氧化锌/二氧化钛复合材料的制备工艺，其特征在于:所述步骤5)中烧结温度为300?800°C，时间为5?120min。
【文档编号】C04B35/453GK106064940SQ201410637233
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年11月12日 公开号201410637233.2, CN 106064940 A, CN 106064940A, CN 201410637233, CN-A-106064940, CN106064940 A, CN106064940A, CN201410637233, CN201410637233.2
【发明人】闫宁
【申请人】西安立伟电子科技有限责任公司