一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制造方法。该压敏电阻器是由一个防雷阀片芯片和一个敏感压敏芯片并联而成。所述的防雷阀片芯片使用的是通流峰值大、突变最小阻值低、非线性系数45~55的压敏电阻芯片，所述的敏感压敏芯片使用的是非线性系数高、耐工频过电压的压敏电阻芯片。当由于操作过电压、暂态过电压时，线路发生小电流浪涌波动，敏感压敏电阻芯片起主要作用，第一时间将能量泄放出去，当发生雷击过电压时，由于冲击电压幅值高、能量大，这时防雷阀片芯片起主要作用，第一时间将能量泄放出去，从而确保输电线路的稳定。本发明专利技术的优点是实现了输电线路的有效防雷和有效抗浪涌冲击，大大延长产品使用寿命，确保产品的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制备方法
本专利技术涉及的是一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制备方法，属于电子元器件制备

技术介绍
压敏电阻是一种具有优异的非线性伏安特性并有抑制瞬态过电压作用的固态电压敏感元件，自1968年日本松下电器研制的ZnO压敏电阻器首次用于彩色电视机以来，现被广泛应用于电力电子线路中，用来防护因电力供应系统的瞬时电压突变所可能对电路的伤害。当高压来到时，压敏电阻的电阻值突降而将电流予以分流，防止负载电路受到过大的瞬时电压而遭到破坏或干扰。随着现代科技的不断进步，人们越来越注重质量和环保，欧盟立法制定的《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》标准限制电气电子产品中铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚共6项物质。科学家对氧化锌压敏电阻材料都逐次进行了研究分析，不断改进，产品配方由含铬逐步过渡到无铬，产品逐渐环保，性能不断加强。其中含铬的配方有一种氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，专利号为201010538897.5，一种氧化锌压敏电阻材料及制备方法，专利号为201210582082.6，一种Bi系氧化锌压敏电阻材料，专利号为201210031381.0，一种低介电常数压敏电阻材料及其制备方法，专利号为201210007305.6，一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，专利号为201110421092.7，高通流小型化氧化锌压敏电阻器介质材料及其制备方法，专利号为201410389495.1，一种低温烧结氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，专利号为201210093922.2等，环保型的配方有一种高能型氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，专利号为201110386332.4，一种无铬无铅中高压氧化锌压敏电阻材料及其制备方法，专利号为201110233644.1，这些配方都存在普遍的规律，就是高敏性配方压敏电阻大电流冲击后非线性变化较大，瓷体内部结构破坏严重，从而失去高敏性的优势，而非线性系数较低的防雷阀片，耐大电流冲击次数多，自身电压变化率和非线性系数变化率不大，然而敏感性相对较弱，因此，对上述压敏电阻器配方和结构还需要进行设计和改进，既实现压敏电阻器在小电流冲击下的高度敏感性的同时，又在大电流反复冲击下，压敏电阻器的内部结构变化较小，从而实现有效防雷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服了现有技术的不足，提供一种防雷浪涌复合型压敏电阻器及其制备方法，采用了通流大、突变最小阻值低、非线性系数45~55、耐组合波性能好的压敏电阻材料，并且采用热处理技术制备出抗大电流冲击的防雷阀片芯片，采用了高敏感性、耐工频过电压的压敏电阻材料制备出敏感压敏芯片，对防雷阀片芯片和敏感压敏芯片进行有效并联，实现了输电线路的有效防雷和有效抗浪涌冲击，从而延长了产品使用寿命，确保了产品的可靠性和安全性。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种防雷浪涌复合型压敏电阻器，是由一个防雷阀片芯片和一个敏感压敏芯片串联而成，所述的防雷阀片芯片使用的是通流峰值大于10kA、突变最小阻值小于2Ω、非线性系数45~55、直径大于20mm、耐6kV/3kA组合波冲击次数60次以上的压敏电阻芯片，压敏电阻芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3：CH3COOLi：K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%；所述的敏感压敏芯片使用的是通流峰值4~6kA、突变最小阻值2Ω~5Ω、非线性系数大于80、直径小于20mm、耐6kV/3kA组合波冲击次数20次以上的敏感压敏芯片，敏感压敏芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co3O4：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：MgO：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3：K2CO3：Nb2O5等于96%~97%：0.45%~0.7%：0.4%~0.8%：0.9%~1.4%：0.7%~1.2%：0.5%~0.8%：0~0.1%：0.1%~0.3%：0~0.12%：0.1%~0.2%：0.01%~0.05%：0.005%~0.014%：0.01%~0.2%：0~0.2%：0~0.5%；上述防雷浪涌复合型压敏电阻器的制备方法的具体步骤是：（1）首先将工业优级ZnO粉料和分析纯原料Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2、H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、CH3COOLi、K2CO3按摩尔比ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3：CH3COOLi：K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%分别称量好，将称量好的ZnO、Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2置入球磨罐中，形成主料A1，然后将称量好的H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、CH3COOLi置入烧杯S1中，加入去离子水，在80~100℃水浴下使之完全溶解，形成溶液B1，接着将称量好的K2CO3置入烧杯S2中，加入去离子水，搅拌，常温下使之完全溶解，形成溶液C1；（2）将溶液B1和溶液C1加入主料A1中，加入锆球、去离子水和分散剂，湿式滚磨12~24小时，然后在140℃~160℃烘箱内快速干燥，直至完全烘干；其中，锆球、去离子水、分散剂、主料A1的重量比为3~4：1~2：0.0005~0.001：1，所述的分散剂指的是铵盐类离子表面活性剂；（3）将烘干的粉料碾碎，加入质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶液，其中加入的聚乙烯醇水溶液与烘干粉料的重量比是1：4~5，然后手工造粒，在80℃~120℃烘箱内烘干，研磨，过80~120目筛网，拌料均匀，静置4~8小时后，得含水率为0.55%~1%的造粒粉料；（4）将造粒粉料干压成型，压制成直径大于20mm的规格防雷阀片生坯体；（5）将防雷阀片生坯体在550℃~650℃排胶，升温速率1℃/分钟，保温4小时，随炉降温；（6）将排胶好的防雷阀片生坯体放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1050℃~1250℃，保温250分钟~400分钟，随炉降温，得到烧结好的防雷阀片瓷片；（7）将烧结好的防雷阀片瓷片两端面印银，并在140℃~160℃下烘干，将其放置烧银炉烧银，烧银温度500℃~600℃，升温速率8~10℃/分钟，保温10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防雷浪涌复合型压敏电阻器，其特征在于，所述的压敏电阻器是由一个防雷阀片芯片和一个敏感压敏芯片并联而成，所述的防雷阀片芯片使用的是通流峰值大于10KA、突变最小阻值小于2Ω、非线性45~55、直径大于20mm、耐6KV/3KA组合波冲击次数60次以上的压敏电阻芯片，压敏电阻芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3： CH3COOLi： K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%；所述的敏感压敏芯片使用的是通流峰值4~6 KA、突变最小阻值2Ω~5Ω、非线性大于80、直径小于20mm、能量耐量大、耐6KV/3KA组合波冲击次数20次以上的压敏电阻芯片，压敏电阻芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co3O4：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：MgO：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3： K2CO3：Nb2O5等于96%~97%：0.45%~0.7%：0.4%~0.8%：0.9%~1.4%：0.7%~1.2%：0.5%~0.8%：0~0.1%：0.1%~0.3%：0~0.12%：0.1%~0.2%：0.01%~0.05%：0.005%~0.014%：0.01%~0.2%：0~0.2%：0~0.5%。...

【技术特征摘要】
1.一种防雷浪涌复合型压敏电阻器的制备方法，所述的压敏电阻器是由一个防雷阀片芯片和一个敏感压敏芯片串联而成，所述的防雷阀片芯片使用的是通流峰值大于10kA、突变最小阻值小于2Ω、非线性系数45~55、直径大于20mm、耐6kV/3kA组合波冲击次数60次以上的压敏电阻芯片，压敏电阻芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3：CH3COOLi：K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%；所述的敏感压敏芯片使用的是通流峰值4~6kA、突变最小阻值2Ω~5Ω、非线性系数大于80、直径小于20mm、耐6kV/3kA组合波冲击次数20次以上的敏感压敏芯片，敏感压敏芯片材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：Co3O4：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：MgO：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3：K2CO3：Nb2O5等于96%~97%：0.45%~0.7%：0.4%~0.8%：0.9%~1.4%：0.7%~1.2%：0.5%~0.8%：0~0.1%：0.1%~0.3%：0~0.12%：0.1%~0.2%：0.01%~0.05%：0.005%~0.014%：0.01%~0.2%：0~0.2%：0~0.5%；其特征在于所述的制备方法的具体步骤是：（1）首先将工业优级ZnO粉料和分析纯原料Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2、H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、CH3COOLi、K2CO3按摩尔比ZnO：Bi2O3：Co2O3：Sb2O3：MnCO3：Ni2O3：ZrO2：SiO2：SnO2：H3BO3：Al(NO3)3·9H2O：AgNO3：CH3COOLi：K2CO3等于95.5%~96.5%：0.5%~0.7%：0.7%~0.8%：0.9%~1.4%：0.4%~0.8%：0.4%~0.6%：0~0.1%：0.15%~0.3%：0~0.12%：0.01%~0.05%：0.015%~0.035%：0.01%~0.2%：0.015%~0.04%：0~0.1%分别称量好，将称量好的ZnO、Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnCO3、Ni2O3、ZrO2、SiO2、SnO2置入球磨罐中，形成主料A1，然后将称量好的H3BO3、Al(NO3)3·9H2O、AgNO3、CH3COOLi置入烧杯S1中，加入去离子水，在80~100℃水浴下使之完全溶解，形成溶液B1，接着将称量好的K2CO3置入烧杯S2中，加入去离子水，搅拌，常温下使之完全溶解，形成溶液C1；（2）将溶液B1和溶液C1加入主料A1中，加入锆球、去离子水和分散剂，湿式滚磨12~24小时，然后在140℃~160℃烘箱内快速干燥，直至完全烘干；其中，锆球、去离子水、分散剂、主料A1的重量比为3~4：1~2：0.0005~0.001：1，所述的分散剂指的是铵盐类离子表面活性剂；（3）将烘干的粉料碾碎，加入质量浓度为5%的聚乙烯醇水溶液，其中加入的聚乙烯醇水溶液与烘干粉料的重量比是1：4~5，然后手工造粒，在80℃~120℃烘箱内烘干，研磨，过80~120目筛网，拌料均匀，静置4~8小时后，得含水率为0.55%~1%的造粒粉料；（4）将造粒粉料干压成型，压制成直径大于20mm的规格防雷阀片生坯体；（5）将防雷阀片...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚冬进，刘丹，覃远东，王标琼，马新华，钟璇，杨柳，
申请(专利权)人：广西新未来信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45