低电位梯度氧化锌压敏电阻材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及低电位梯度氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，该材料是在ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中添加ZnTiNb2O8超细粉体。与现有技术相比，本发明专利技术的优势如下：(1)通过添加自制的ZnTiNb2O8超细粉体克服了产品异常晶粒长大导致的本征缺陷，实现了该产品的高通流、高能量耐受能力；(2)通过引入部分纳米化氧化锌，大大降低了氧化锌压敏电阻的烧结温度；(3)与传统工艺相比，本发明专利技术提供的制备方法省去了预烧工序，节省了生产步骤，减少了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于压敏电阻材料
，具体涉及低电位梯度氧化锌压敏电阻材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子信息技术的不断发展，压敏电阻具有大电流处理和能量吸收能力、低泄漏电流、多种浪涌承受能力等优点，广泛应用于通讯设备、电力、电器、避雷领域，市场前景十分广阔。目前ZnO-Bi2O3-TiO2系低电位梯度压敏电阻材料作为有效层，其电位梯度可以达到相对较低的范围，一般为40-150V/mm，但是烧结温度却很高，从而增加MLV(叠层片式压敏电阻器)的生产成本。而传统的氧化锌压敏电阻的制备方法，需要在1100℃～1500℃的高温下进行烧结，能耗大，增加了生产成本，同时，在制备过程中，各种掺杂氧化物的种类和含量等具有一定的局限性，进而使得最终获得的ZnO压敏电阻的各种电性能受到一定的限制，缺乏可控性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的不足：提供低电位梯度氧化锌压敏电阻材料及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，是在ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中添加ZnTiNb2O8超细粉体。所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的组分及含量如下：ZnO 90.5～92.9mol％；Bi2O3 0.8～3mol％；Co3O4 0.5～2mol％；MnCO3 0.2～1mol％；Sb2O3 0.1～1mol％；Cr2O3 0.4～1mol％。所述ZnTiNb2O8超细粉体与ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料的质量百分比为0.1～2％。所述ZnO包括微米级氧化锌和纳米级氧化锌。所述微米级氧化锌含量为30～90％，纳米级氧化锌的含量为10～65％。所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将微米级氧化锌和纳米级氧化锌和分析纯原料Nb2O5、TiO2按照摩尔比1∶1∶1称量得到混合粉体，加入锆球和去离子水，湿式球磨混合4～6小时，在135℃～150℃下干燥，在1000℃～1150℃温度下煅烧2～3小时，得到ZnTiNb2O8预烧粉体备用；(2)将ZnTiNb2O8预烧粉体加入锆球和无水乙醇，球磨6～7小时，将球磨混合料过345目筛，然后在60℃～70℃下干燥，即得到ZnTiNb2O8超细粉体备用；(3)将ZnTiNb2O8超细粉体添加到ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中，然后经过球磨、干燥、过筛工艺获得压敏电阻粉料；(4)加压成型后在850～900℃的温度范围内烧结成瓷。所述步骤(1)中混合粉体、锆球和去离子水的重量比为1∶2～4∶1.6～2。所述步骤(2)中ZnTiNb2O8预烧粉体、锆球、无水乙醇的重量比为1∶4～5∶1～2。同现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术通过添加自制的ZnTiNb2O8超细粉体克服了产品异常晶粒长大导致的本征缺陷，实现了该产品的高通流、高能量耐受能力；(2)本专利技术通过引入部分纳米化氧化锌，大大降低了氧化锌压敏电阻的烧结温度；(3)与传统工艺相比，本专利技术提供的制备方法省去了预烧工序，节省了生产步骤，减少了生产成本。具体实施方式本专利技术实施方式主要提供低电位梯度氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，为便于很好的理解，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的内容并不限于此。实施例1低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，是在ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中添加ZnTiNb2O8超细粉体。所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的组分及含量如下：ZnO 90.5mol％；Bi2O3 0.8mol％；Co3O4 0.5mol％；MnCO3 0.2mol％；Sb2O3 0.1mol％；Cr2O3 0.4mol％。所述ZnTiNb2O8超细粉体与ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料的质量百分比为0.5％。所述ZnO包括微米级氧化锌和纳米级氧化锌；所述微米级氧化锌含量为40％，纳米级氧化锌的含量为60％。所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将微米级氧化锌和纳米级氧化锌和分析纯原料Nb2O5、TiO2按照摩尔比1∶1∶1称量得到混合粉体，加入锆球和去离子水，湿式球磨混合4小时，在135℃下干燥，在1000℃温度下煅烧2小时，得到ZnTiNb2O8预烧粉体备用；(2)将ZnTiNb2O8预烧粉体加入锆球和无水乙醇，球磨6小时，将球磨混合料过345目筛，然后在60℃下干燥，即得到ZnTiNb2O8超细粉体备用；(3)将ZnTiNb2O8超细粉体添加到ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中，然后经过球磨、干燥、过筛工艺获得压敏电阻粉料；(4)加压成型后在850℃的温度范围内烧结成瓷。所述步骤(1)中混合粉体、锆球和去离子水的重量比为1∶2∶1.6。所述步骤(2)中ZnTiNb2O8预烧粉体、锆球、无水乙醇的重量比为1∶4∶1。实施例2低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，是在ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中添加ZnTiNb2O8超细粉体。所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的组分及含量如下：ZnO 92.9mol％；Bi2O3 3mol％；Co3O4 2mol％；MnCO3 1mol％；Sb2O3 0.1mol％；Cr2O3 0.4mol％。所述ZnTiNb2O8超细粉体与ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料的质量百分比为2％。所述ZnO包括微米级氧化锌和纳米级氧化锌；所述微米级氧化锌含量为70％，纳米级氧化锌的含量为30％。所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将微米级氧化锌和纳米级氧化锌和分析纯原料Nb2O5、TiO2按照摩尔比1∶1∶1称量得到混合粉体，加入锆球和去离子水，湿式球磨混合6小时，在150℃下干燥，在1150℃温度下煅烧3小时，得到ZnTiNb2O8预烧粉体备用；(2)将ZnTiNb2O8预烧粉体加入锆球和无水乙醇，球磨7小时，将球磨混合料过345目筛，然后在70℃下干燥，即得到ZnTiNb2O8超细粉体备用；(3)将ZnTiNb2O8超细粉体添加到ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中，然后经过球磨、干燥、过筛工艺获得压敏电阻粉料；(4)加压成型后在900℃的温度范围内烧结成瓷。所述步骤(1)中混合粉体、锆球和去离子水的重量比为1∶4∶2。所述步骤(2)中ZnTiNb2O8预烧粉体、锆球、无水乙醇的重量比为1∶5∶2。与现有技术相比，本专利技术的优势如下：(1)通过添加自制的ZnTiNb2O8超细粉体克服了产品异常晶粒长大导致的本征缺陷，实现了该产品的高通流、高能量耐受能力；(2)通过引入部分纳米化氧化锌，大大降低了氧化锌压敏电阻的烧结温度；(3)与传统工艺相比，本专利技术提供的制备方法省去了预烧工序，节省了生产步骤，减少了生产成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，其特征在于：所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料是在ZnO‑Bi2O3‑TiO2系的压敏电阻材料中添加ZnTiNb2O8超细粉体。

【技术特征摘要】
1.低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，其特征在于：所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料是在ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料中添加ZnTiNb2O8超细粉体。2.如权利要求1所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，其特征在于：所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的组分及含量如下：3.如权利要求1所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，其特征在于：所述ZnTiNb2O8超细粉体与ZnO-Bi2O3-TiO2系的压敏电阻材料的质量百分比为0.1～2％。4.如权利要求1所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，其特征在于：所述ZnO包括微米级氧化锌和纳米级氧化锌。5.如权利要求1所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料，其特征在于：所述微米级氧化锌含量为30～90％，纳米级氧化锌的含量为10～65％。6.如权利要求1所述低电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将微米级氧化锌和纳米级氧化锌和分析纯原料Nb2O5、TiO2按照摩尔比1∶1∶1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜怀，
申请(专利权)人：西安立伟电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61