一种高性能电阻器及其制备方法与流程

文档序号:13007714阅读:286来源:国知局

本发明涉及电阻器领域,具体涉及一种高性能电阻器及其制备方法。



背景技术:

碳膜电阻器,是用粘合剂将炭黑、石墨和填充料配成悬浮液涂覆于绝缘基体上,经加热聚合而成。曾经是电子、电器、资讯产品使用量最大的电阻,价格最便宜,品质稳定性信赖度高。碳膜电阻器稳定性良好,负温度系数小,高频特性好,受电压和频率影响较小,噪声电动势较小,脉冲负荷稳定,阻值范围宽,因其制作容易,生产成本低、价廉,故应用非常广泛。

目前的合成碳膜电阻器的碳膜浆料,大多由碳黑、石墨、酚醛树脂、有机合成改性树脂、丁醇及氧化锌等物按一定的重量比配制,制成了高、中、低阻三种基本浆料。用该三种基本浆料的一种、二种或三种就可配制成各种不同阻值的碳膜。由于浆料的组成全部运用的国内原料配方,安全无毒,且由此做成的碳膜所装制的合成碳膜电位器,耐磨性好、动噪声值低,总阻误差小,为高性能的电阻器研发提供了基础。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种高性能电阻器及其制备方法,该电阻器负温度系数小、高频特性好,受电压和频率影响小,噪声电动势较小,脉冲负荷稳定,阻值范围宽,多项性能优越,且生产工艺简单,节约能耗,成本低廉。

本发明解决技术问题采用如下技术方案:

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量份的原料:石墨20~40份、碳黑10~20份、热塑性树脂1~5份、纳米二氧化硅1~6份、氧化钴1~5份、氧化锰2~5份、氧化铝3~8份、氧化铋1~5份、滑石粉10~20份、粘合剂1~5份、增韧剂5~10份、阻燃剂0.2~0.8份、乙醇30~40份。

优选地,所述碳膜浆料包括如下重量份的原料:石墨32份、碳黑15份、热塑性树脂2份、纳米二氧化硅5份、氧化钴2份、氧化锰4份、氧化铝5份、氧化铋3份、滑石粉15份、粘合剂3份、增韧剂7份、阻燃剂0.5份、乙醇36份。

优选地,所述热塑性树脂为热塑性聚乙烯树脂、热塑性醋酸乙烯酯树脂、热塑性酚醛树脂、热塑性聚碳酸酯树脂中的一种或多种的混合物。

优选地,所述粘合剂为聚氨酯胶、接枝氯丁胶、热熔胶中的一种或多种的混合物。

优选地,所述增韧剂为液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸丁烯中的一种或多种的混合物。

优选地,所述阻燃剂为氯化石蜡、十溴二苯醚、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种的混合物。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量份称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨10~20min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于200~220℃烧制30~40min,得到烧结石墨炭黑;

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量份混合均匀,放入超声清洗机中超声处理10~20min,过150~180μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。

优选地,所述球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

优选地,所述磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

(1)本发明的电阻器,各成分安全无毒,负温度系数小、高频特性好,受电压和频率影响小,噪声电动势较小,脉冲负荷稳定,阻值范围宽,多项性能优越,且生产工艺简单,节约能耗,成本低廉。

(2)本发明的电阻器,以石墨和炭黑为主要成分,石墨化学性质稳定,作为碳质元素的结晶矿物,具有优良的导电性和耐高温性,炭黑性质与石墨类似,具有优良的分散性和光稳定性;配合多种金属氧化物、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂,大大增加了电阻器耐温阻燃、粘结性能,性能得到明显改善。

(3)本发明的电阻器的制备方法,球磨研磨能够充分混合石墨和炭黑,且出料粒径小,节约能耗;磁控溅射法沉积速度快,基板升温稳定,对膜层的损伤较小,膜层与基板的结合性好,适合大规模工业化生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。

实施例1

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量的原料:石墨32g、碳黑15g、热塑性酚醛树脂2g、纳米二氧化硅5g、氧化钴2g、氧化锰4g、氧化铝5g、氧化铋3g、滑石粉15g、粘合剂接枝氯丁胶3g、增韧剂聚醋酸丁烯7g、阻燃剂氯化石蜡0.5g、乙醇36g。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨15min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于200℃烧制40min,得到烧结石墨炭黑;其中,球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量混合均匀,放入超声清洗机中超声处理15min,过160μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。其中,磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

实施例2

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量的原料:石墨26g、碳黑14g、热塑性聚乙烯树脂2g、纳米二氧化硅3g、氧化钴3g、氧化锰5g、氧化铝6g、氧化铋2g、滑石粉14g、粘合剂热熔胶3g、增韧剂聚醋酸丁烯7g、阻燃剂氢氧化铝0.3g、乙醇37g。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨15min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于205℃烧制33min,得到烧结石墨炭黑;其中,球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量混合均匀,放入超声清洗机中超声处理14min,过150μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。其中,磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

实施例3

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量的原料:石墨30g、碳黑15g、热塑性醋酸乙烯酯树脂1g、纳米二氧化硅3g、氧化钴5g、氧化锰3g、氧化铝4g、氧化铋3g、滑石粉17g、粘合剂接枝氯丁胶3g、增韧剂聚乙烯醇缩丁醛5g、阻燃剂十溴二苯醚0.6g、乙醇32g。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨20min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于220℃烧制30min,得到烧结石墨炭黑;其中,球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量混合均匀,放入超声清洗机中超声处理17min,过170μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。其中,磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

实施例4

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量的原料:石墨34g、碳黑15g、热塑性聚碳酸酯树脂3g、纳米二氧化硅5g、氧化钴3g、氧化锰2g、氧化铝4g、氧化铋3g、滑石粉15g、粘合剂聚氨酯胶3g、增韧剂液体丁腈橡胶7g、阻燃剂氢氧化铝0.5g、乙醇36g。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨20min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于220℃烧制40min,得到烧结石墨炭黑;其中,球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量混合均匀,放入超声清洗机中超声处理20min,过180μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。其中,磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

实施例5

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量的原料:石墨40g、碳黑20g、热塑性酚醛树脂5g、纳米二氧化硅1g、氧化钴3g、氧化锰4g、氧化铝5g、氧化铋3g、滑石粉15g、粘合剂热熔胶3g、增韧剂液体丁腈橡胶7g、阻燃剂氢氧化镁0.6g、乙醇35g。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨15min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于215℃烧制33min,得到烧结石墨炭黑;其中,球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量混合均匀,放入超声清洗机中超声处理16min,过175μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。其中,磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

实施例6

一种高性能电阻器,包括碳膜浆料,所述碳膜浆料包括如下重量的原料:石墨40g、碳黑20g、热塑性聚乙烯树脂5g、纳米二氧化硅6g、氧化钴5g、氧化锰5g、氧化铝8g、氧化铋5g、滑石粉20g、粘合剂聚氨酯胶5g、增韧剂聚乙烯醇缩丁醛10g、阻燃剂氯化石蜡0.8g、乙醇40g。

上述高性能电阻器的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照重量称取石墨、炭黑,放入球磨机中,加入乙醇,湿法研磨20min得到湿料,将湿料送入高温炉内,在氮气保护下,于220℃烧制30min,得到烧结石墨炭黑;其中,球磨机选用行星式研磨仪,筒体转速为500~670r/min,出料粒度为10~20μm。

(2)将烧结石墨炭黑、热塑性树脂、纳米二氧化硅、氧化钴、氧化锰、氧化铝、氧化铋、滑石粉、粘合剂、增韧剂、阻燃剂按照重量混合均匀,放入超声清洗机中超声处理20min,过180μm的滤膜,得到碳膜浆料,将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上得到该电阻器。其中,磁控溅射的加速电压为300~340v,磁场为200~300g,电流密度为40~50ma/cm。

本发明的电阻器,各成分安全无毒,负温度系数小、高频特性好,受电压和频率影响小,噪声电动势较小,脉冲负荷稳定,阻值范围宽,多项性能优越,且生产工艺简单,节约能耗,成本低廉。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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