一种高电压梯度氧化锌压敏电阻制造技术

本发明专利技术公开了一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO 80-90份、Ni2O3 2-3份、Ba2CO3 4-5份、ZrO2 1-2份、CaO 0.5-1.5份、莫来石0.2-2份、尖晶石2-6份、稀土元素0.3-0.9份。优选地，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO 82-88份、Ni2O3  2.1-2.8份、Ba2CO3 4.2-4.7份、ZrO2  1.1-1.9份、CaO 0.7-1.4份、莫来石0.4-1.7份、尖晶石2.4-5.4份、稀土元素0.4-0.8份。本发明专利技术氧化锌压敏电阻，电压梯度高，且能够保持良好的非线性特性、电性能以及耐老化特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，属于电阻材料

技术介绍
氧化锌电阻具有非常优越的非线性特性，作为避雷器的核心部件被广泛应用于电力系统，以保护电器设备免受雷电等过电压的破坏。近年来，随着经济的发展，电力系统中对输运电容、电压的要求不断提高，不仅对输变电设备的安全性、可靠性要求越来越高，而且对送变电设备的尺寸也提出了新的要求。目前，送变电设备的小型化已成为迫切需要解决的一大难题。现有氧化锌电阻的电压梯度低，一般为180～220V/mm，当氧化锌电阻用于电压等级较高的输电线路时，需要叠加多个电阻阀片，因而导致避雷器的高度、体积以及重量很大，给运输、安装带来诸多不便。如果使用具有高电压梯度的电阻片就可以减少电阻片的叠加片数，使避雷器的高度降低。因此，提高电阻片的电压梯度是实现避雷器小型化的关键。另外，提高电阻片的电压梯度还可以节约原材料、降低成本以及提高资源利用率。一般情况下，定义流过电阻片的电流为1毫安时电阻片两端的电压为该电阻片的电压梯度。由于电压梯度和电极之间的晶粒层数有关，因此，抑制晶粒生长，即减小晶粒尺寸的方法是提高电阻片电压梯度最有效的方法。减小晶粒尺寸的方法有很多，比如降低烧结温度、添加Sb2O3或者SiO2抑制晶粒生长以及添加稀土元素(如Y2O3)等方法。目前，这些方法虽然达到了减小晶粒尺寸从而提高电阻片电压梯度的目的，但是另一方面却导致了电阻片的非线性性能以及电性能降低(例如4/10μs大电流通流能力及2ms方波通流能力降低等)。公开号为101880157A、公开日为2010年11月10日的中国专利技术专利公开了一种高电压梯度氧化锌电阻片，其配方包括主成分氧化锌、副成分和微量成分，其特征是：所述的副成分是副元素的氧化物或者可溶性盐，微量成分是微量元素的氧化物、可溶性盐或者包含微量元素的玻璃粉；所述的副元素是铋元素、锑元素、钴元素、锰元素和副成分添加元素，所述的副成分添加元素是铬元素、硅元素、镍元素、锡元素、镁元素、锆元素、钙元素和稀土元素中的一种或者两种以上的组合，所述的微量元素是硼元素、银元素和第三微量元素，所述的第三微量元素是铝元素、镓元素和铟元素中的一种；按照质量百分比计，所述的锌元素、副元素和微量元素的含量如下：锌60%-95%，铋0.5-15.0%，锑0.3-15.0%，钴0.2-9.5%，锰0.3-7.8%，副成分添加元素：0.0-38%；硼0.001-0.5%，银0.001-0.5%，第三微量元素0.001～0.1%。但是，采用上述技术方案，制得电阻片电压梯度小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，电压梯度高，且能够保持良好的非线性特性、电性能以及耐老化特性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，其特征是，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO80-90份、Ni2O32-3份、Ba2CO34-5份、ZrO21-2份、CaO0.5-1.5份、莫来石0.2-2份、尖晶石2-6份、稀土元素0.3-0.9份。优选地，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO82-88份、Ni2O32.1-2.8份、Ba2CO34.2-4.7份、ZrO21.1-1.9份、CaO0.7-1.4份、莫来石0.4-1.7份、尖晶石2.4-5.4份、稀土元素0.4-0.8份。优选地，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO84-87份、Ni2O32.3-2.7份、Ba2CO34.3-4.6份、ZrO21.3-1.8份、CaO0.9-1.3份、莫来石0.8-1.5份、尖晶石2.8-4.5份、稀土元素0.5-0.7份。优选地，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO85-86份、Ni2O32.4-2.6份、Ba2CO34.3-4.5份、ZrO21.4-1.6份、CaO1.0-1.1份、莫来石0.9-1.3份、尖晶石3.1-3.8份、稀土元素0.5-0.6份。优选地，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO81份、Ni2O32.5份、Ba2CO34.4份、ZrO21.5份、CaO1.2份、莫来石1.4份、尖晶石3.4份、稀土元素0.6份。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术利用该配方制备得到的氧化锌电阻片具有高达400～750V/mm的高电压梯度，同时在该高电压梯度下，氧化锌电阻片能够保持良好的非线性特性、电性能以及耐老化特性，以满足实际应用中对电子元件，如避雷器小型化的要求。具体实施方式实施例1一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO80份、Ni2O33份、Ba2CO34份、ZrO22份、CaO0.5份、莫来石2份、尖晶石2份、稀土元素0.9份。实施例2一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO90份、Ni2O32份、Ba2CO35份、ZrO21份、CaO1.5份、莫来石0.2份、尖晶石6份、稀土元素0.3份。实施例3一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO82份、Ni2O32.8份、Ba2CO34.2份、ZrO21.9份、CaO0.7份、莫来石1.7份、尖晶石5.4份、稀土元素0.4份。实施例4一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO88份、Ni2O32.1份、Ba2CO34.7份、ZrO21.1份、CaO1.4份、莫来石0.4份、尖晶石2.4份、稀土元素0.8份。实施例5一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO84份、Ni2O32.7份、Ba2CO34.3份、ZrO21.8份、CaO0.9份、莫来石1.5份、尖晶石2.8份、稀土元素0.7份。实施例6一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO87份、Ni2O32.3份、Ba2CO34.6份、ZrO21.3份、CaO1.3份、莫来石0.8份、尖晶石4.5份、稀土元素0.5份。实施例7一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO85份、Ni2O32.6份、Ba2CO34.3份、ZrO21.6份、CaO1.0份、莫来石1.3份、尖晶石3.1份、稀土元素0.6份。实施例8一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO86份、Ni2O32.4份、Ba2CO34.5份、ZrO21.4份、CaO1.1份、莫来石0.9份、尖晶石3.8份、稀土元素0.5份。实施例9一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，由以下重量份的各组分组成：ZnO81份、Ni2O32.5份、Ba2CO34.4份、ZrO21.5份、CaO1.2份、莫来石1.4份、尖晶石3.4份、稀土元素0.6份。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，其特征是，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO 80‑90份、Ni2O3 2‑3份、Ba2CO3 4‑5份、ZrO2 1‑2份、CaO 0.5‑1.5份、莫来石0.2‑2份、尖晶石2‑6份、稀土元素0.3‑0.9份。

【技术特征摘要】
1.一种高电压梯度氧化锌压敏电阻，其特征是，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO80-90份、Ni2O32-3份、Ba2CO34-5份、ZrO21-2份、CaO0.5-1.5份、莫来石0.2-2份、尖晶石2-6份、稀土元素0.3-0.9份。2.根据权利要求1所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻,其特征是，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO82-88份、Ni2O32.1-2.8份、Ba2CO34.2-4.7份、ZrO21.1-1.9份、CaO0.7-1.4份、莫来石0.4-1.7份、尖晶石2.4-5.4份、稀土元素0.4-0.8份。3.根据权利要求1所述的高电压梯度氧化锌压敏电阻,其特征是，所述压敏电阻由以下重量份的各组分组成：ZnO84-87份、Ni2O32.3-2.7份...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓忠，
申请(专利权)人：李晓忠，
类型：发明
国别省市：江苏;32