本发明涉及电子元器件技术领域，具体涉及一种非线性圆柱形压敏电阻器及其应用。
背景技术：
压敏电阻是其电阻随锁甲的电压变化而非线性变化的一种电阻原件，即当施加电压值超过某一阀值电压时，其电阻迅速变化的电阻器，是一种自身电阻对外加电压敏感，且可以反复使用而不会损坏的电子原件，也称为“突波吸收器”，它主要用来保护电子产品或电子原件免受开关或雷击头发所产生的影响。压敏电阻在不工作时，相对于被保护的电子元件而言，具有很高的阻抗(数兆欧姆)，而且不会改变设计电路特性，但当瞬间突波电压出现(超过压敏电阻的崩溃电压时)，压敏电阻的阻抗就会变低，只有几个欧姆，造成电路短路，从而保护电子产品或电子原件，压敏电阻具有良好的非线特性、通流量大、残压水平低、动作快和无续流等特点，可广泛应用于电子设备中，它是声像系统、计算机及通信设备中。
传统的氧化锌电阻器以氧化锌为主要材料，并包含多种微量的金属化合物，如三氧化二铋、三氧化二锑、二氧化锰、四氧化三钴、三氧化二铬等，主材料和多种金属化合物经混合、成型后在高温下烧结而形成的多晶多相的压敏电阻陶瓷片，但是这些压敏电阻器中含有较多的锑化合物，三价的锑化合物具有致癌作用，因此制备一种不含锑元素的氧化锌压敏电阻器具有十分重要的意义。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种非线性圆柱形压敏电阻器及其应用，它由压敏电阻陶瓷片和不连续电极组成，其中压敏电阻陶瓷片以氧化锌为主要原料，它不添加毒元素锑，安全环保，且适用于多种恶劣环境。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种非线性圆柱形压敏电阻器，由压敏电阻陶瓷片和不连续电极组成，所述压敏电阻陶瓷片，由以下重量份的物质组成：氧化锌90～100份、三氧化二铋0.3～0.8份、二氧化硅2.3-3.2份、二氧化钛0.25-0.3份、八硫化九钴0.36-0.45份、碳化硅0.08-0.15份、氮化锆0.03-0.08份、三氧化二钇0.05-0.15份、钛酸铜钙1.5-2.5份。
优选的，所述压敏电阻陶瓷片，由以下重量份的物质组成：氧化锌95-98份、三氧化二铋0.5～0.68份、二氧化硅2.52-2.86份、二氧化钛0.28-0.3份、八硫化九钴0.4-0.42份、碳化硅0.1-0.12份、氮化锆0.05-0.08份、三氧化二钇0.05-0.06份、钛酸铜钙1.65-2.21份。
优选的，所述不连续电极由导电电极和有机载体组成。
优选的，所述导电电极为金、银、铜、铝、镍、碳粉中的一种。
优选的，所述有机载体由有机溶剂、增稠剂和表面活性剂组成。
优选的，所述有机溶剂为松油醇、醋酸丁基卡必醇、卵磷脂中的一种或多种。
优选的，所述增稠剂为乙基纤维素或硝化纤维素。
优选的，所述表面活性剂为环己酮、乙醇、丙酮、甲醇中的一种。
本发明的非线性圆柱形压敏电阻器的适用于功率二极管、硅堆、中小功率可控硅的过压保护，适用于海拔高度小于两千米，大气压力86～106kpa，环境温度-40～+85℃的环境。
本发明的有益效果：本发明中的压敏电阻器总不含有致癌元素锑，对人体无毒，对环境无害；通过加入二氧化硅，既能改善压敏镀组陶瓷片结构的均匀性，使压敏电阻的性质得到改善，还能提高压敏电阻器的势垒高度和非线性系数，降低压敏电阻器的漏电电流且增加其抗电流能力，且控制二氧化硅含量，抑制局部热冲击造成的热龟裂；通过对氧化锌掺杂八硫化九钴，使压敏电压升高，非线性系数增加，漏电电流降低，且还能降低氧化锌晶粒的粒径，使材料更加致密；三氧化二钇提高了氧化锌晶粒的电导率，抑制氧化锌晶粒的生长，提升了压敏电阻器的电压梯度。本发明通过对氧化锌材料进行掺杂，细化了氧化锌的晶粒，增加了压敏电阻陶瓷片的表面密度，改善了压敏电阻特性，提升了电阻器抗电流力冲击能力和非线性系数，使得压敏电阻器具有较高的电压梯度和有益的电性能，且对过电压响应速度达到纳秒级，过电压后恢复快，无续流，本发明的压敏电阻材料安全无毒，对人体和环境无害。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种非线性圆柱形压敏电阻器，由压敏电阻陶瓷片和不连续电极组成，所述压敏电阻陶瓷片，由以下重量份的物质组成：氧化锌100份、三氧化二铋0.3份、二氧化硅2.52份、二氧化钛0.3份、八硫化九钴0.45份、碳化硅0.15份、氮化锆0.05份、三氧化二钇0.15份、钛酸铜钙2.5份；
所述不连续电极由碳粉、醋酸丁基卡必醇、卵磷脂、硝化纤维素和乙醇组成。
所述非线性圆柱形压敏电阻器的适用于功率二极管、硅堆、中小功率可控硅的过压保护，适用于海拔高度小于两千米，大气压力86～106kpa，环境温度-40～+85℃的环境。
实施例2：
一种非线性圆柱形压敏电阻器，由压敏电阻陶瓷片和不连续电极组成，所述压敏电阻陶瓷片，由以下重量份的物质组成：氧化锌90份、三氧化二铋0.68份、二氧化硅3.2份、二氧化钛0.25份、八硫化九钴0.4份、碳化硅0.12份、氮化锆0.05份、三氧化二钇1.65份、钛酸铜钙1.5份。
所述不连续电极由金粉、松油醇、醋酸丁基卡必醇、硝化纤维素和甲醇组成。
所述非线性圆柱形压敏电阻器的适用于功率二极管、硅堆、中小功率可控硅的过压保护，适用于海拔高度小于两千米，大气压力86～106kpa，环境温度-40～+85℃的环境。
实施例3：
一种非线性圆柱形压敏电阻器，由压敏电阻陶瓷片和不连续电极组成，所述压敏电阻陶瓷片，由以下重量份的物质组成：氧化锌98份、三氧化二铋0.5份、二氧化硅2.86份、二氧化钛0.28份、八硫化九钴0.42份、碳化硅0.08份、氮化锆0.03份、三氧化二钇0.05份、钛酸铜钙1.65份。
所述不连续电极由镍粉、卵磷脂、乙基纤维素和丙酮组成。
所述非线性圆柱形压敏电阻器的适用于功率二极管、硅堆、中小功率可控硅的过压保护，适用于海拔高度小于两千米，大气压力86～106kpa，环境温度-40～+85℃的环境。
实施例4：
一种非线性圆柱形压敏电阻器，由压敏电阻陶瓷片和不连续电极组成，所述压敏电阻陶瓷片，由以下重量份的物质组成：氧化锌95份、三氧化二铋0.8份、二氧化硅2.3份、二氧化钛0.28份、八硫化九钴0.36份、碳化硅0.1份、氮化锆0.08份、三氧化二钇2.21份、钛酸铜钙2.21份。
所述不连续电极由银粉、松油醇、醋酸丁基卡必醇、卵磷脂、乙基纤维素和环己酮组成。
所述非线性圆柱形压敏电阻器的适用于功率二极管、硅堆、中小功率可控硅的过压保护，适用于海拔高度小于两千米，大气压力86～106kpa，环境温度-40～+85℃的环境。
实施例1～4的压敏电阻器的性能测试数据参见表1。
表1：实施例1～4的压敏电阻器的性能测试数据
实验结果表明：本发明的非线性圆柱形压敏电阻器具有优良的非线性福安特性，适用于各种过电压保护和浪涌吸收；在正常工作电压下运行时，漏电电压只有微安级别，功耗极小。
综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明通过对氧化锌材料进行掺杂，细化了氧化锌的晶粒，增加了压敏电阻陶瓷片的表面密度，改善了压敏电阻特性，提升了电阻器抗电流力冲击能力和非线性系数，使得压敏电阻器具有较高的电压梯度和有益的电性能，且对过电压响应速度达到纳秒级，过电压后恢复快，无续流，本发明的压敏电阻材料安全无毒，对人体和环境无害。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。