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。