一种压敏陶瓷材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种压敏陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷加工【技术领域】，该压敏陶瓷材料，由ZnO93～95份、Bi2O30.6～0.8份、Sb2O30.9～1.3份、CoO1.0～1.3份、MnCO30.5～0.8份、Cr2O30.5～0.8份、NiO0.5～0.8份、Pr6O111.0～1.5份组成，其制备方法所将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85～93％的纯水，球磨2～4小时，至粒径小于1.3μm，然后将所得混合溶液加热至85～100℃，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于500～580℃下保温6～8小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体；该陶瓷材料压敏性能优异，制备工艺简单，无毒，对环境无污染，有利于工业规模化生产。
【专利说明】一种压敏陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陶瓷材料及其制备方法，具体涉及一种压敏陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷，具有非线性伏安特性，在某一临界电压下，压敏电阻陶瓷电阻值非常高，几乎没有电流，但当超过这一临界电压时，电阻将急剧变化，并有电流通过，随电压的少许增加，电流会很快增大。目前压敏陶瓷主要有SiC、Ti02、SrTi03和ZnO四大类，但应用广、性能好的当属氧化锌压敏陶瓷，由于ZnO压敏陶瓷呈现较好的压敏特性，在电力系统、电子线路、家用电器等各种装置中都有广泛的应用，尤其在高性能浪涌吸收、过压保护、超导性能和无间隙避雷器方面的应用最为突出。
[0003]氧化锌压敏陶瓷是一类电阻随加于其上的电压而灵敏变化的电阻器，其工作原理基于所用压敏电阻材料特殊的非线性伏安特性。由氧化锌半导体陶瓷制成的压敏电阻器由于其造价低廉、制造方便、非线性系数大、响应时间快、残压低、电压温度系数小、泄漏电流小等独特性能，能起到过压保护、抗雷击、抑制瞬间脉冲的作用，而广泛应用于电力(交、直流输配电)、交通、通讯、工业保护、电子、军事等领域。随着电力的发展和电网的改造，电子信息、家电行业的发展，对压敏电阻器的需求量越来越大，对性能的要求将越来越高，特别是军事装备的现代化、信息化、对压敏电阻器的性能提出了更高的要求。
[0004]目前，我国高性能的压敏电阻器还主要依靠进口，因此研究高性能的压敏陶瓷材料，具有重大的经济和社会效益。介于压敏电阻良好的发展前景，压敏电阻的研究开发也在不断发展中。201210130308.9公开`了一种SnO2-Zn2SnO4复合压敏陶瓷及制备方法，工艺简单，可以用于大规模工业化生产，但压敏性能不佳。而201210093569.8公开了一种低温烧结氧化锌压敏陶瓷材料及其制备方法，其工艺简单，能耗小，绿色环保，可是仍存在着压敏性能欠缺的问题。因此，本发明提供一种高性能的压敏陶瓷材料及其制备方法，同时满足制备工艺简单，对环境无污染的要求，适应市场的发展趋势。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种压敏陶瓷材料，该陶瓷材料具有良好的压敏特性，制备工艺简单，无毒，对环境无污染，有利于工业规模化生产。
[0006]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种压敏陶瓷材料，由下列重量份的组分组成:
ZnO 93 ~95 份、Bi2O3 0.6 ~0.8 份、Sb2O3 0.9 ~1.3 份、CoO 1.0 ~1.3 份、MnCO30.5 ~0.8 份、Cr2O3 0.5 ~0.8 份、NiO 0.5 ~0.8 份、Pr6O11 1.0 ~1.5 份。
[0007]所述的氧化锌采用质量含量为99%的氧化锌。
[0008]一种压敏陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤:所述ZnO原料粒径为0.40~0.43 μ m,松装密度为0.65~0.75g/cm3,所述添加剂原料粒径为2.5~5 μ m,松装密度为0.7~1.4g/cm3 ;将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85~93%的纯水，球磨2~4小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至85~10(TC，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于500~580°C下保温6~8小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体。
[0009]所述ZnO原料粒径为0.40 μ m,松装密度为0.65g/cm3 ;所述添加剂原料粒径为
5μ m,松装密度为1.4g/cm3。
[0010]本发明相对于现有技术的有益效果是:
本发明工艺简单、成本低廉；所制备的压敏陶瓷材料压敏性能优异，制备工艺简单，无毒，对环境无污染，有利于工业规模化生产。
【具体实施方式】
[0011]下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
[0012]实施例1
一种压敏陶瓷材料，由下列重量份的组分组成:
ZnO 94 份、Bi2O3 0.8 份、Sb2O3 1.2 份、CoO 1.0 份、MnCO3 0.5 份、Cr2O3 0.5 份、NiO 0.5
份、Pr6O11L 5 份。
`[0013]其制备方法包括如下步骤:
所述ZnO原料粒径为0.40 μ m,松装密度为0.65g/cm3,所述添加剂原料粒径为5 μ m,松装密度为1.4g/cm3 ;将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85 %的纯水，球磨2小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至100°C，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于580°C下保温8小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体。
[0014]实施例2
一种压敏陶瓷材料，由下列重量份的组分组成:
ZnO 93.7 份、Bi2O3 0.8 份、Sb2O3 1.2 份、CoO 1.0 份、MnCO3 0.5 份、Cr2O3 0.5 份、NiO
0.8 份、Pr6O11L 5 份。
[0015]其制备方法包括如下步骤:
所述ZnO原料粒径为0.41 μ m，松装密度为0.75g/cm3,所述添加剂原料粒径为5 μ m,松装密度为1.4g/cm3 ;将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85 %的纯水，球磨2小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至100°C，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于580°C下保温8小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体。
[0016]实施例3
一种压敏陶瓷材料，由下列重量份的组分组成:
ZnO 94.2 份、Bi2O3 0.6 份、Sb2O3 1.2 份、CoO 1.0 份、MnCO3 0.5 份、Cr2O3 0.5 份、NiO
0.5 份、Pr6O11L 5 份。[0017]其制备方法包括如下步骤:
所述ZnO原料粒径为0.41 μ m，松装密度为0.75g/cm3,所述添加剂原料粒径为5 μ m,松装密度为1.4g/cm3 ;将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85 %的纯水，球磨2小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至100°C，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于500°C下保温7小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体。
[0018]实施例4
一种压敏陶瓷材料，由下列重量份的组分组成:
ZnO 94.1 份、Bi2O3 0.6 份、Sb2O3 1.3 份、CoO 1.0 份、MnCO3 0.5 份、Cr2O3 0.5 份、NiO
0.5 份、Pr6O11L 5 份。
[0019]其制备方法包括如下步骤:
所述ZnO原料粒径为0.41 μ m，松装密度为0.75g/cm3,所述添加剂原料粒径为2.5 μ m，松装密度为0.7g/cm3 ;将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85 %的纯水，球磨2小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至100°C，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于500°C下保温7小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体。
[0020]实施例5
一种压敏陶瓷材料，由下列重量份的组分组成:
ZnO 94.1 份、Bi2O3 0.6 份、Sb2O3 I 份、CoO 1.3 份、MnCO3 0.5 份、Cr2O3 0.5 份、NiO 0.5
份、Pr6O11L 5 份。
[0021]其制备方法包括如下步骤:
所述ZnO原料粒径为0.41 μ m，松装密度为0.75g/cm3,所述添加剂原料粒径为2.5 μ m，松装密度为0.7g/cm3 ;将按上述物质按比例倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的95 %的纯水，球磨2小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至100°C，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于540°C下保温8小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体。
【权利要求】
1.一种压敏陶瓷材料，其特征在于:由下列重量份的组分组成:
ZnO 93 ~95 份、Bi2O3 0.6 ~0.8 份、Sb2O3 0.9 ~1.3 份、CoO 1.0 ~1.3 份、MnCO30.5 ~0.8 份、Cr2O3 0.5 ~0.8 份、NiO 0.5 ~0.8 份、Pr6O11 1.0 ~1.5 份。
2.根据权利要求1所述的一种压敏陶瓷材料，其特征在于:所述的氧化锌采用质量含量为99%的氧化锌。
3.一种压敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:
取 ZnO 93 ~95 份、Bi2O3 0.6 ~0.8 份、Sb2O3 0.9 ~1.3 份、CoO 1.0 ~1.3 份、MnCO30.5~0.8份、Cr2O3 0.5~0.8份、NiO 0.5~0.8份、Pr6O11 1.0~1.5份倒入搅拌球磨机中，并加入重量为所述添加剂总重量的85~93%的纯水，球磨2~4小时，至粒径小于1.3 μ m，然后将所得混合溶液加热至85~100°C，持续保温和搅拌使溶剂蒸发至黏稠糊状物，将糊状物烘干，再于500~580°C下保温6~8小时；最后进行球磨处理，最后得到氧化锌压敏陶瓷复合粉体；该陶瓷材料压敏性能优异，制备工艺简单，无毒，对环境无污染，有利于工业规模化生产。
4.根据权利要求3所述的一种压敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述ZnO原料粒径为0.40 μ m,松装密度为0.65g/cm3。
5.根据权利要求3所 述的一种压敏陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述添加剂原料粒径为5 μ m,松装密度为1.4g/cm3。
【文档编号】C04B35/453GK103496970SQ201310451812
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】陈锐群 申请人:陈锐群