本发明专利技术提供了一种增强型高导电陶瓷电极材料，由以下重量份的原料制备而成：SnO230‑50份、ZnO 10‑20份、La2O38‑15份、硅纳米线10‑18份、SiC 6‑12份、CaTiO35‑10份、烧结助剂7‑16份、聚偏氟乙烯‑四氟乙烯‑乙烯共聚物9‑17份、羧甲基壳聚糖10‑16份、聚丙烯腈6‑13份、异构十三醇聚氧乙烯醚2‑6份、羟甲基丙烯酰胺1‑5份、三聚磷酸钠3‑6份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯2‑7份、油酸4‑8份、十二碳醇酯5‑12份、溶剂15‑30份。本发明专利技术制得的电极材料具有优良的导热性能、导电性能、力学性能，致密性良好，其作为电极材料具有广泛的应用前景。
A reinforced high conductivity ceramic electrode material and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种增强型高导电陶瓷电极材料及其制备方法
本专利技术属于电极材料
，具体涉及一种增强型高导电陶瓷电极材料及其制备方法。
技术介绍
SnO2晶体属于四方晶系，晶体呈双锥状、锥柱状，具有良好的半导体性能,常被用作气敏或压敏陶瓷。而其优越的高温导电性能，对玻璃熔体耐腐蚀、无污染等特性，于20世纪60～70年代开始，SnO2基陶瓷就一直用作熔制玻璃用电极。目前，SnO2电极的质量难以满足电熔技术的发展需要，其是制约玻璃电熔窑炉寿命的主要因素之一。2003年，国家科技部把玻璃电熔技术作为国家科技成果重点推广项目，因此SnO2基电极作为玻璃电熔的重要配套材料也要有相应的提高。现阶段SnO2基陶瓷电极主要缺陷之一是常温电阻率过大导电性差，韧性差不利于加工。为了满足电极的使用需求和加工需求，需要对以SnO2作为主体材料的电极进行进一步加工，以提高电极的使用性能。
技术实现思路
针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种增强型高导电陶瓷电极材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种增强型高导电陶瓷电极材料，由以下重量份的原料制备而成：SnO230-50份、ZnO10-20份、La2O38-15份、硅纳米线10-18份、SiC6-12份、CaTiO35-10份、烧结助剂7-16份、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物9-17份、羧甲基壳聚糖10-16份、聚丙烯腈6-13份、异构十三醇聚氧乙烯醚2-6份、羟甲基丙烯酰胺1-5份、三聚磷酸钠3-6份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯2-7份、油酸4-8份、十二碳醇酯5-12份、溶剂15-30份。优选的，本专利技术所述的一种增强型高导电陶瓷电极材料，由以下重量份的原料制备而成：SnO240份、ZnO15份、La2O312份、硅纳米线14份、SiC9份、CaTiO37.5份、烧结助剂12份、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物13份、羧甲基壳聚糖13份、聚丙烯腈10份、异构十三醇聚氧乙烯醚4份、羟甲基丙烯酰胺2.5份、三聚磷酸钠4.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯4份、油酸6份、十二碳醇酯9份、溶剂22份。进一步的，本专利技术所述的一种增强型高导电陶瓷电极材料，所述的烧结助剂为质量比为1:(2-5):3的BaPbO3、CaF2和ZrSi2。进一步的，本专利技术所述的一种增强型高导电陶瓷电极材料，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃、环己烷、乙二醇二甲醚、乙二醇的一种或多种组合。一种增强型高导电陶瓷电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将SnO2、ZnO、La2O3、硅纳米线、SiC、CaTiO3和烧结助剂置于球磨机中进行球磨处理，将球磨处理原料与剩余原料混合加入混炼机中进行混炼，制得混炼料；其混炼温度为110-140℃，混炼时间为30-60min，制得混炼料；(2)将所述混炼料转移至双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，然后放入模具中通过热压成型的方法成型生坯；(3)将热压成型的生坯进行排胶，去除生坯中的有机互溶剂，再将排胶后的坯件进行烧结，烧结结束后自然冷却至室温，即得增强型高导电陶瓷电极材料。进一步的，所述球磨机采用直径为3-10mm的不同直径大小的多种不锈钢磨球，球磨转速为300-500r/min，球磨时间为1-3h。进一步的，所述步骤(2)中双螺杆挤出机的条件为：挤出温度为170-220℃，螺杆转速为60-90r/min。进一步的，所述步骤(3)中排胶的温度为500-700℃。进一步的，所述步骤(3)中烧结的条件为：在氩气氛围下以800-1200℃的温度保温烧结2-8h。有益效果：本专利技术提供了一种增强型高导电陶瓷电极材料及其制备方法，本专利技术以SnO2作为主体材料，辅以ZnO10-20份、La2O38-15份、硅纳米线10-18份、SiC6-12份、CaTiO3，从而与主体材料形成特殊的晶体结构，再与烧结助剂以及其他功能原料复配烧结，制备出具有高导电性能、高致密度、良好力学性能的电极材料。本专利技术制得的陶瓷电极材料的热导率高达167.2W/k.m，弯曲强度高达974.2MPa，断裂韧性高达6.94MPa·m1/2，电阻率低至0.16Ω·cm，体积密度高达8.25g/cm3，因此该材料具有优良的导热性能、导电性能、力学性能，其作为电极材料具有广泛的应用前景。通过对比例得知，硅纳米线的添加降低了材料的电阻率，聚丙烯腈和异构十三醇聚氧乙烯醚影响材料的烧结性能，其添加增加了材料的体积密度从而对材料的导电性能和力学性能也起到重要的作用。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，但实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1一种增强型高导电陶瓷电极材料，由以下重量份的原料制备而成：SnO240份、ZnO15份、La2O312份、硅纳米线14份、SiC9份、CaTiO37.5份、烧结助剂12份、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物13份、羧甲基壳聚糖13份、聚丙烯腈10份、异构十三醇聚氧乙烯醚4份、羟甲基丙烯酰胺2.5份、三聚磷酸钠4.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯4份、油酸6份、十二碳醇酯9份、溶剂22份。所述的烧结助剂为质量比为1:3.5:3的BaPbO3、CaF2和ZrSi2。所述溶剂为质量比为1:2的N-甲基吡咯烷酮和乙二醇。一种增强型高导电陶瓷电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将SnO2、ZnO、La2O3、硅纳米线、SiC、CaTiO3和烧结助剂置于球磨机中进行球磨处理，将球磨处理原料与剩余原料混合加入混炼机中进行混炼，制得混炼料；其混炼温度为125℃，混炼时间为45min，制得混炼料；(2)将所述混炼料转移至双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，然后放入模具中通过热压成型的方法成型生坯；(3)将热压成型的生坯进行排胶，去除生坯中的有机互溶剂，再将排胶后的坯件进行烧结，烧结结束后自然冷却至室温，即得增强型高导电陶瓷电极材料。所述球磨机采用直径为5mm和8mm两种大小的不锈钢磨球，球磨转速为400r/min，球磨时间为2h。所述步骤(2)中双螺杆挤出机的条件为：挤出温度为195℃，螺杆转速为75r/min。所述步骤(3)中排胶的温度为600℃。所述步骤(3)中烧结的条件为：在氩气氛围下以1000℃的温度保温烧结5h。实施例2一种增强型高导电陶瓷电极材料，由以下重量份的原料制备而成：SnO230份、ZnO10份、La2O38份、硅纳米线10份、SiC6份、CaTiO35份、烧结助剂7份、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物9份、羧甲基壳聚糖10份、聚丙烯腈6份、异构十三醇聚氧乙烯醚2份、羟甲基丙烯酰胺1份、三聚磷酸钠3份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯2份、油酸4份、十二碳醇酯5份、溶剂15份。所述的烧结助剂为质量比为1:2:3的BaPbO3、CaF2和ZrSi2。所述溶剂为二甲基甲酰胺。一种增强型高导电陶瓷电极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将SnO2、ZnO、La2O3、硅纳米线、SiC、CaTiO3和烧结助剂置于球磨机中进行球磨处理，将球磨处理原料与剩余原料混合加入混炼机中进行混炼，制得混炼料；其混炼温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种增强型高导电陶瓷电极材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：SnO2 30‑50份、ZnO10‑20份、La2O3 8‑15份、硅纳米线10‑18份、SiC6‑12份、CaTiO3 5‑10份、烧结助剂7‑16份、聚偏氟乙烯‑四氟乙烯‑乙烯共聚物9‑17份、羧甲基壳聚糖10‑16份、聚丙烯腈6‑13份、异构十三醇聚氧乙烯醚2‑6份、羟甲基丙烯酰胺1‑5份、三聚磷酸钠3‑6份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯2‑7份、油酸4‑8份、十二碳醇酯5‑12份、溶剂15‑30份。
【技术特征摘要】
1.一种增强型高导电陶瓷电极材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：SnO230-50份、ZnO10-20份、La2O38-15份、硅纳米线10-18份、SiC6-12份、CaTiO35-10份、烧结助剂7-16份、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物9-17份、羧甲基壳聚糖10-16份、聚丙烯腈6-13份、异构十三醇聚氧乙烯醚2-6份、羟甲基丙烯酰胺1-5份、三聚磷酸钠3-6份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯2-7份、油酸4-8份、十二碳醇酯5-12份、溶剂15-30份。2.根据权利要求1所述的一种增强型高导电陶瓷电极材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：SnO240份、ZnO15份、La2O312份、硅纳米线14份、SiC9份、CaTiO37.5份、烧结助剂12份、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-乙烯共聚物13份、羧甲基壳聚糖13份、聚丙烯腈10份、异构十三醇聚氧乙烯醚4份、羟甲基丙烯酰胺2.5份、三聚磷酸钠4.5份、过氧化苯甲酰醋酸丁酯4份、油酸6份、十二碳醇酯9份、溶剂22份。3.根据权利要求1所述的一种增强型高导电陶瓷电极材料，其特征在于，所述的烧结助剂为质量比为1:(2-5):3的BaPbO3、CaF2和ZrSi2。4.根据权利要求1所述的一种增强型高导电陶瓷电极材料，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃、环己烷、乙二醇二甲醚、乙二醇的一种或多种组合。5.权...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵伟，
申请(专利权)人：浙江爱鑫电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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