基于磁控法提高压敏陶瓷致密度的装置

1.本实用新型涉及压敏陶瓷致制造领域，具体为一种基于磁控法提高压敏陶瓷致密度的装置。


背景技术：

2.氧化锌压敏陶瓷因具有非常优异的电流
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电压(i
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v)非线性特性及高的浪涌承受能力，而被广泛用于电器中做保护元件。然而，在氧化锌压敏陶瓷坯体排胶过程中，陶瓷中因气孔的存在会使其机械强度降低，绝缘性下降，介电损耗增大等不同程度的影响，气孔对压敏陶瓷是有害的，它直接影响电阻片的流通能力，然而，流通能力是仅次于氧化锌压敏陶瓷非线性的第二重要特性，因此，降低氧化锌压敏陶瓷的气孔率，提高氧化锌压敏陶瓷的致密度很有必要。
3.现有减少气孔的思路，第一是提高原材料的纯度、加强各工序如坯体成型前工序的环境卫生管理、改进成型磨具结构设计和加工质量；第二是制定适宜的排胶和排胶预烧温度制度和尽可能地提高混合浆料的固体含量等。这些方法只是减少了因杂质污染和实验装置本身缺陷产生的大气泡，不能很大程度上降低坯体的气孔率和提高氧化锌压敏陶瓷的致密度。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于磁控法提高压敏陶瓷致密度的装置，能够降低坯体的气孔率和提高氧化锌压敏陶瓷的致密度。
5.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
6.一种基于磁控法提高压敏陶瓷致密度的装置，包括烧结装置，其内部设置有排胶室，排胶陶瓷样品设置在排胶室中，排胶室的周围设置有多个磁力装置，磁力装置与控制电路连接，控制电路用于控制磁力装置的磁力大小以及每个磁力装置的工作状态，通过磁力控制排胶陶瓷样品中亲磁物质发生振动。
7.优选的，所述磁力装置为6个，分别设置在排胶室的四周以及顶部和底部。
8.优选的，所述磁力装置包括线圈、铁芯和固定装置，线圈缠绕在在铁芯上，线圈的端部穿过固定装置与控制电路连接，控制电路与单片机连接。
9.优选的，所述固定装置的外壁上包覆隔热层。
10.优选的，所述固定装置为一端开口的圆筒，其封闭端正对烧结装置，固定装置的开口端设置有散热装置。
11.优选的，所述烧结装置的外部设置有保温墙体。
12.优选的，所述排胶室的内部设置有支撑架，排胶陶瓷样品放置在匣钵中，匣钵设置在支撑架上。
13.优选的，所述烧结装置上还设置有通道，用于取出或放入匣钵。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
15.本实用新型提供的一种基于磁控法提高压敏陶瓷致密度的装置，包括烧结装置，排胶陶瓷样品放置在排胶室中，排胶室的周围设置有多个磁力装置，磁力装置与控制电路连接，通过调整磁场分布，控制氧化锌压敏电阻配料中的亲磁性物质振荡状态，在一定程度上能保持氧化锌压敏陶瓷排胶过程中晶粒的均匀性，提高氧化锌压敏陶瓷电阻的稳定性，磁控排胶法能使排胶陶瓷样品中的亲磁物质发生振动，使得排胶陶瓷样品中产生的气泡能有效排出，从而提高陶瓷的致密度。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例1磁力装置的结构示意图。
17.图2为本实用新型实施例2磁力装置的结构示意图。
18.图3为本实用新型排胶室的内部结构图。
19.图中：1、排胶陶瓷样品；2、垫料；3、匣钵；4、排胶室；5、保温层；6、隔热层；7、固定装置；8、控制电路；9、单片机；10、散热装置；11、导线；12、铁芯；13、线圈；14、固定板；15、通道；16、支撑架；17、加热电阻丝；18，加热装置；19，温度传感器。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
21.实施例1
22.参阅图1，一种基于磁控法提高压敏陶瓷致密度的装置，包括烧结装置，其内部设置有排胶室4，排胶陶瓷样品设置在排胶室4中，排胶室4的周围设置有多个磁力装置，磁力装置与控制电路连接，控制电路用于控制磁力装置的磁力大小以及每个磁力装置的工作状态，通过磁力控制排胶陶瓷样品中亲磁物质发生振动。
23.所述磁力装置为6个，分别设置在烧结装置的四周以及顶部和底部，实现全方位的磁力控制，图1中位于烧结装置前后方的磁力装置在图中未画出。
24.磁力装置包括线圈13、铁芯12、固定装置7和隔热层6，线圈13缠绕在在铁芯12上，线圈13的端部穿过固定装置7与控制电路8连接，控制电路8与单片机连接，隔热层6包覆在固定装置的外壁上。
25.固定装置7为一端开口的圆筒，其封闭端正对烧结装置14，固定装置7的开口端设置有散热装置10。
26.排胶室4的侧壁上设置有保温层5和固定板14，烧结装置14的内部设置有支撑架16，支撑架上设置有垫料2，排胶陶瓷样品放置在匣钵3中，匣钵3设置在垫料上，烧结装置14上还设置有通道15，用于取出或放入匣钵3，排胶室4中还设置有温度传感器19和加热装置18，温度传感器19和加热装置18分别与单片机连接。
27.匣钵、墙体、支撑架、隔热层、散热装置采用不受磁力影响的材料制成，不受磁场的影响也不对产生的磁场有影响，保证实验装置正常运行。
28.本实用新型中6个磁力装置相互独立，通过控制电路调整铁芯的磁力，使排胶陶瓷样品中的亲磁物质可以受到允许空间内、允许范围内任何方向、任何大小的周期力的作用，磁力装置位于包裹有隔热材料的结构内，防止排胶过程中，烧结装置的高温和散出的热量
影响磁铁的磁力。
29.利用控制电路通过改变螺线管工作状态和线圈中电流大小实现可调节方向、大小、范围及周期的磁场，控制样品中亲磁物质和固溶有亲磁物质发生振动，增强样品内物质的传质速度，降低氧化锌压敏陶瓷的气孔率，提高致密度。
30.排胶过程中，磁控排胶法能使样品中亲磁物质发生振动，使得排胶陶瓷样品中产生的气泡能有效排出，从而提高陶瓷的致密度。通过调整磁场分布，控制氧化锌压敏电阻配料中的亲磁性物质振荡状态，在一定程度上能保持氧化锌压敏陶瓷排胶过程中晶粒的均匀性，提高氧化锌压敏陶瓷电阻的稳定性，该装置原理简单、可控性强、环保，便于大规模生产和应用。
31.实施例2
32.该实施例2与实施例1不同之处在于磁力装置的结构，其余均相同，磁力装置的结构如下。
33.磁力装置包括磁铁和加热电阻丝17，磁铁设置在固定装置中，加热电阻丝17设置在磁铁中的周围，加热电阻丝17通过控制电路与单片机连接。利用单片机和控制电路控制磁铁周围的温度实现可调节磁场周期和分布，控制样品中亲磁物质发生振荡，增强样品内物质的传质速度，降低氧化锌压敏陶瓷的气孔率，提高致密度。
34.实施例3
35.一种压敏陶瓷电阻片的制备方法，包括以下步骤：
36.氧化锌粉末制粒
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添加辅助配方材料—添加结合剂—混合制成原料粉—磨具压制成型—烧结—冷却—涂装电极—包绝缘层—电学性能测试。
37.步骤1、将氧化锌与含铁钴镍的氧化物的改性添加剂按以下比例混合：zno、bi2o3、sb2o3、co3o4、ni2o3、mno2：fe3o4的摩尔百分比为(95.5):(1):(1):(0.5):(0.5):(1):(0.5)。
38.粉料混合后与去离子水混合后于立式行星球磨机中球磨,球磨40分钟，所述混合粉料、球、和水的质量比为1:2:2，球磨结束后将混合均匀的浆料置于烘箱中烘干，得干燥均匀的粉料。
39.用电子天平准确称量氧化锌压敏陶瓷所需原料，将氧化锌及改性添加剂加入物料料罐，利用高速搅拌桨叶，按3000转/分，每半个小时改变一次旋转方向，高速搅拌3个小时。在料罐中主要完成搅拌均匀、和精细研磨过程，在精细研磨前先充分搅拌乳化，以提高研磨效率。
40.步骤2、在得到的粉料中添加结合剂聚乙烯醇pva，造粒过筛后压制成型，其中模具为直径约14mm的圆柱形模具，压力为80mpa，保压时间3
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5分钟。
41.步骤3、将步骤2得到的陶瓷生坯片于排胶室4的匣钵中进行排胶处理。
42.单片机控制磁力装置的产生磁力的大小，同时控制不同磁力装置的启动，使磁力方向发生改变，进而使多个磁力装置形成不同大小和方向的磁力，使磁力对陶瓷生坯片中的亲磁物质产生驱动力，使得陶瓷生坯片中亲磁物质振荡，需保证陶瓷生坯片中的亲磁物质既受到磁场力的作用而振荡，但又不足以脱离样品而破坏样品的完整性。
43.磁场方向的方法为，在不同时间段使不同位置的多个磁力装置同时工作，实现磁场方向的改变。
44.步骤4、排胶结束后，关闭磁力装置磁场消失，启动烧结装置和扇热装置,以5℃每
分钟的开温速率升至烧结温度烧吉温度为900℃，保温25h，获得黑色致密的压敏陶瓷片，烧结完成散热装置停止运行。
45.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。