一种压敏电阻器的介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种压敏电阻器的介质材料及其制备方法。所述介质材料由下述重量份的原料组成：主材料ZnO 100～120份，添加剂如下：0.5～0.8份Bi2O3、0.8～1.5份SnO2、0.8～1.5份Ni2O3、9～13份SiO2、0.2～0.6份Cr2O3、15～21份Y2O3、0.1～0.2份硼酸。该介质材料采用钇的氧化物作为原料，非线性系数均在50以上，且在体积小的基础上兼顾较低的泄露电流和良好的导电性能，添加了钕的氧化物后，性能进一步提升。本发明专利技术的制备方法工艺简单，材料易得，成本较低，易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种压敏电阻器的介质材料及其制备方法
本专利技术属于电阻材料领域，具体涉及一种压敏电阻器的介质材料及其制备方法。
技术介绍
“压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫“VoltageDependentResistor”简写为“VDR”，或者叫做“Varistor"。压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的氧化锌(ZnO)压敏电阻器，它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。近些年，随着信息技术的迅速发展，电子设备的小型化、多功能化、高稳定性成为发展的必然趋势，作为保护半导体元件的压敏电阻也相应地向着轻薄、低压化、高可靠性方向发展。但现有技术中的压敏电阻器不能兼顾轻薄和高性能，因此，如何寻求一种既轻薄又具有良好导电性能的压敏电阻器介质材料是急需解决的问题。CN105913987A公开了一种氧化锌压敏电阻器，其电极层包括与所述氧化锌陶瓷基片相连的过渡层以及位于所述过渡层外侧的焊接层，其焊接层由金、银等贵金属形成，成本较高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种压敏电阻器的介质材料及其制备方法，所述介质材料体积小，非线性系数均在50以上，具有较低的泄露电流和良好的导电性能，所述制备方法工艺简单，材料易得，成本较低，易于推广。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种压敏电阻器的介质材料，由下述重量份的原料组成：主材料ZnO100～120份，添加剂如下：0.5～0.8份Bi2O3、0.8～1.5份SnO2、0.8～1.5份Ni2O3、9～13份SiO2、0.2～0.6份Cr2O3、15～21份Y2O3、0.1～0.2份硼酸。进一步地，所述添加剂还包括0.5～1.2份Nd2O3。进一步地，所述硼酸为浓度10～20％的硼酸乙醇溶液。一种压敏电阻器的介质材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1)按比例分别配置主材料和各种添加剂；步骤2)将步骤1)配置的添加剂置于反应釜中，加入去离子水，同时加入表面活性剂和稀释剂，所述表面活性剂占添加剂总质量的0.5～0.8％，所述稀释剂占添加剂总质量的0.1～0.3％，且表面活性剂与稀释剂之和占添加剂总质量的比例小于1％，常温下100～150r/min搅拌均匀，得到添加剂浆料；步骤3)将步骤1)所述主材料加入步骤2)所述添加剂浆料中，同时加入偶联剂，所述偶联剂占添加剂总质量的0.1～0.2％，在反应釜中常温下100～150r/min搅拌均匀，得到介质浆料；步骤4)将步骤3)所述介质浆料置于带有皓石的球磨机中，200～250r/min球磨1～2h，再转移至固定模具中定型，最后置于烘干箱中105～110℃下烘干，得到块状胚体；步骤5)将步骤4)所述块状胚体置于马弗炉中1000～1200℃烧结，即制得所述压敏电阻器的介质材料。进一步地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵或月桂酰基谷氨酸。进一步地，所述稀释剂为丙酮或环己酮。进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂A171或A172。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的压敏电阻器介质材料，采用钇的氧化物作为原料，非线性系数均在50以上，且在体积小的基础上兼顾较低的泄露电流和良好的导电性能，添加了钕的氧化物后，性能进一步提升；本专利技术的制备方法工艺简单，材料易得，成本较低，易于推广。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步阐述。实施例1一种压敏电阻器的介质材料，该介质材料是由以下原料按重量份组成：主材料100份ZnO，添加剂如下：0.5份Bi2O3、0.8份SnO2、0.8份Ni2O3、9份SiO2、0.2份Cr2O3、15份Y2O3、0.1份硼酸(10％的硼酸乙醇溶液)。该介质材料的制备方法如下：(1)按上述比例配置主材料和各种添加剂。(2)将按比例配置的添加剂置于反应釜中，加入去离子水(占添加剂总质量的80％)，同时加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵作为表面活性剂(占添加剂总质量的0.5％)，加入丙酮作为稀释剂(占添加剂总质量的0.3％)，且表面活性剂与稀释剂之和占添加剂总质量的比例小于1％，常温下100r/min搅拌均匀，得到添加剂浆料。(3)将按比例配置的主材料ZnO加入上述添加剂浆料中，同时加入硅烷偶联剂A171(占添加剂总质量的0.1％)，在反应釜中常温下100r/min搅拌均匀，得到介质浆料。(4)将上述介质浆料置于带有皓石的球磨机中，200r/min球磨1h左右，此时浆料中固体颗粒平均粒径小于1μm，再转移至固定模具中定型，最后置于烘干箱中105℃下烘干，得到块状胚体(胚体为直径15.0mm，厚度3.0mm的圆片状胚体)。(5)将上述块状胚体置于马弗炉中1000℃烧结，即制得所述压敏电阻器的介质材料(成品为直径约12.5mm，厚度约2.1mm圆片状材料)。实施例2一种压敏电阻器的介质材料，该介质材料是由以下原料按重量份组成：主材料120份ZnO，添加剂如下：0.8份Bi2O3、1.5份SnO2、1.5份Ni2O3、13份SiO2、0.6份Cr2O3、21份Y2O3、0.2份硼酸(20％的硼酸乙醇溶液)、1.2份Nd2O3。该介质材料的制备方法如下：(1)按上述比例配置主材料和各种添加剂。(2)将按比例配置的添加剂置于反应釜中，加入去离子水(占添加剂总质量的80％)，同时加入月桂酰基谷氨酸作为表面活性剂(占添加剂总质量的0.8％)，加入环己酮作为稀释剂(占添加剂总质量的0.1％)，且表面活性剂与稀释剂之和占添加剂总质量的比例小于1％，常温下150r/min搅拌均匀，得到添加剂浆料。(3)将按比例配置的主材料ZnO加入上述添加剂浆料中，同时加入硅烷偶联剂A172(占添加剂总质量的0.2％)，在反应釜中常温下150r/min搅拌均匀，得到介质浆料。(4)将上述介质浆料置于带有皓石的球磨机中，250r/min球磨2h左右，此时浆料中固体颗粒平均粒径小于1μm，再转移至固定模具中定型，最后置于烘干箱中110℃下烘干，得到块状胚体(胚体为直径15.0mm，厚度3.0mm的圆片状胚体)。(5)将上述块状胚体置于马弗炉中1200℃烧结，即制得所述压敏电阻器的介质材料(成品为直径约12.5mm，厚度约2.1mm圆片状材料)。实施例3一种压敏电阻器的介质材料，该介质材料是由以下原料按重量份组成：主材料110份ZnO，添加剂如下：0.6份Bi2O3、1.2份SnO2、1.2份Ni2O3、10份SiO2、0.5份Cr2O3、19份Y2O3、0.2份硼酸(10％的硼酸乙醇溶液)、0.5份Nd2O3。该介质材料的制备方法如下：(1)按上述比例配置主材料和各种添加剂。(2)将按比例配置的添加剂置于反应釜中，加入去离子水(占添加剂总质量的80％)，同时加入月桂酰基谷氨酸作为表面活性剂(占添加剂总质量的0.6％)，加入丙酮作为稀释剂(占添加剂总质量的0.2％)，且表面活性剂与稀释剂之和占添加剂总质量的比例小于1％，常温下150r/min搅拌均匀，得到添加剂浆料。(3)将按比例配置的主材料ZnO加入上述添加剂浆料中，同时加入硅烷偶联剂A171(占添加剂总质量的0.2％)，在反应釜中常温下150r/min搅拌均匀，得到介质浆料。(4)将上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压敏电阻器的介质材料，其特征在于，由下述重量份的原料组成：主材料ZnO 100～120份，添加剂如下：0.5～0.8份Bi2O3、0.8～1.5份SnO2、0.8～1.5份Ni2O3、9～13份SiO2、0.2～0.6份Cr2O3、15～21份Y2O3、0.1～0.2份硼酸。

【技术特征摘要】
1.一种压敏电阻器的介质材料，其特征在于，由下述重量份的原料组成：主材料ZnO100～120份，添加剂如下：0.5～0.8份Bi2O3、0.8～1.5份SnO2、0.8～1.5份Ni2O3、9～13份SiO2、0.2～0.6份Cr2O3、15～21份Y2O3、0.1～0.2份硼酸。2.根据权利要求1所述的一种压敏电阻器的介质材料，其特征在于，所述添加剂还包括0.5～1.2份Nd2O3。3.根据权利要求1所述的一种压敏电阻器的介质材料，其特征在于，所述硼酸为浓度10～20％的硼酸乙醇溶液。4.权利要求1所述的一种压敏电阻器的介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)按比例分别配置主材料和各种添加剂；步骤2)将步骤1)配置的添加剂置于反应釜中，加入去离子水，同时加入表面活性剂和稀释剂，所述表面活性剂占添加剂总质量的0.5～0.8％，所述稀释剂占添加剂总质量的0.1～0.3％，且表面活性剂与稀释剂之和占添加剂总质量的比例小于1％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪雪婷，
申请(专利权)人：江苏时瑞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32