一种正温度系数型压敏电阻制造技术

本发明专利技术公开了一种正温度系数型压敏电阻。所述的压敏电阻材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi

A positive temperature coefficient varistor

【技术实现步骤摘要】
一种正温度系数型压敏电阻
本专利技术涉及的是一种正温度系数型压敏电阻以及该压敏电阻的制造方法，属于电子元器件制备

技术介绍
压敏电阻是一种具有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型元件，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。从压敏电阻的工作原理来看，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。但从微观角度分析，由于材料和烧结工艺的影响，压敏电阻主体瓷片的材料不可能做到完全均匀，所以瓷片上的不同小区域的压敏电压有着小范围的波动。而压敏电压低的小区域在高压来临时优先导通，其电阻值较周围区域也更小，因此形成了电流集中通道。与此同时，压敏电阻承受电流冲击也会产生热量，而传统的负温度系数型压敏电阻在温度升高时压敏电压也随之下降，这就导致了瓷片上低压敏电压的小区域的压敏电压进一步降低，加剧了电流集中效应，使得这些区域的温度进一步升高，形成恶性循环。最终导致压敏电阻失效。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种正温度系数型压敏电阻，在一定温度范围内，具有压敏电压随温度升高而升高的特性。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种正温度系数型的压敏电阻，主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：TiO2：Co2O3：Ni2O3：BaCO3：MnCO3：SnO2：Al(NO3)3·9H2O：Sb2O3：SrCO3：H3BO3等于96.0％～97.0％：0.7％～0.8％：0.5％～0.8％：0.7％～1.0％：0.1％～0.3％：0～0.1％：0.2～0.3％：0.2％～0.3％：0.045～0.1％：0.25％～0.3％：0.018％～0.02％：0～0.1％。本专利技术还提供了一种正温度系数型压敏电阻的制造方法，所述的制造方法的步骤是：一、制备主料：首先将工业优级ZnO粉料和分析纯原料Bi2O3、TiO2、Co2O3、Ni2O3、BaCO3、MnCO3、SnO2、Al(NO3)3·9H2O、Sb2O3、SrCO3、H3BO3按摩尔百分比96.0％～97.0％：0.7％～0.8％：0.5％～0.8％：0.7％～1.0％：0.1％～0.3％：0～0.1％：0.2～0.3％：0.2％～0.3％：0.045～0.1％：0.25％～0.3％：0.018％～0.02％：0～0.1％分别称量好，混合均匀，作为主料A；二、制备浆料：将分散剂聚丙烯酸加入去离子水，在80℃水浴条件下加热搅拌至完全溶解，调节pH值到8，得到溶液B，将主料A、溶液B和锆球放入球磨罐中，湿法球磨16小时，得到浆料，所述球磨罐中锆球和主料A质量比为3：1；所述分散剂聚丙烯酸用量为主料A总质量的0.25％，加入去离子水的质量应使制成的浆料固含量为56.6％-60％；三、造粒：将球磨后的浆料在140±10℃烘箱内干燥成无水坯状，将烘干后的粉料碾碎成无颗粒感的粉料；加入PVA水溶液研磨造粒，烘干至含水质量百分比为0.4％±0.1，过80-100目筛，静置4-8小时后，得造粒粉料；PVA的添加量为烘干后粉料质量的4％。四、烧结：采用模压成型，将造粒粉料干压成型，压制成陶瓷生坯体；将陶瓷生坯体在550℃-650℃排胶，升温速率1℃/分钟，保温4小时，随炉冷却至常温；将排胶完成的陶瓷生坯体放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1114℃-1131℃，保温350分钟-380分钟，随炉冷却至常温，得到烧结好的瓷片；五、制得成品：将烧结好的瓷片两端面印银，并在140℃-160℃下烘干1-2分钟，将其放置烧银炉烧银，烧银温度550℃-600℃，升温速率8-10℃/分钟，保温20-25分钟，自然冷却至常温，得到烧银好的压敏电阻芯片；所述的印银采用的工艺是常规的丝网印刷工艺，印银所用的银电极浆料含银量为75％；将压敏电阻芯片两端焊上钢制引线，用环氧树脂包封、固化，即得到所述正温度系数型的压敏电阻。采取上述措施的本专利技术的有优点有：(1)在高温条件下工作时，本专利技术具有比传统压敏电阻更优秀的工作性能和工作寿命。(2)本专利技术在温度和电压双应力下，工作寿命大于普通负温度系数压敏电阻，试验环境温度为135℃和150℃，当检测出样品上的电流大于2mA时判定其失效，135℃时的样品寿命为700-3300h；在150℃时，样品寿命为20-880h。附图说明图1为实施例1的压敏电阻试样的温度-电压特性曲线图；图2为实施例2的压敏电阻试样的温度-电压特性曲线图；图3为正温度系数压敏电阻和传统的负温度系数压敏电阻的温度-电压变化率曲线图；图4为负温度系数压敏电阻在电压-温度双应力条件下的老化试验图；图5为正温度系数压敏电阻在电压-温度双应力条件下的老化试验图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1：上述正温度系数型压敏电阻的制造方法的具体步骤为：一、制备主料：欲制取3000克混合粉料，按比例取原料粉体：2749.808克ZnO、130.473克Bi2O3、14.010克TiO2、46.478克Co2O3、5.840克Ni2O3、8.050克MnCO3、10.610克SnO2、6.562克Al(NO3)3·9H2O、25.549克Sb2O3、1.036克SrCO3、1.736克H3BO3，分别称量好，混合均匀，作为主料A；二、制备浆料：将7.5g分散剂聚丙烯酸和2000g去离子水混合，在80℃水浴条件下加热搅拌至聚丙烯酸完全溶解，用稀释的醋酸和氨水调节pH值到8，得到溶液B，将主料A、溶液B和9000g锆球放入球磨罐中，湿法球磨16小时，得到混合浆料，此时浆料固含量为60％；三、造粒：将球磨后的浆料在140℃烘箱内干燥成无水坯状，将烘干后的粉料碾碎成无颗粒感的粉料。将120gPVA溶入1500g去离子水中，80℃水浴条件下加热搅拌至PVA完全溶解，得到PVA溶液。根据实际粉料的重量，按每100g粉料加入54gPVA溶液的比例，分多次将PVA溶液加入粉料中，在研钵中混合、研磨、烘干，造粒后的粉料过80目筛，静置4小时后，得造粒粉料，造粒粉料含水量为0.4％；四、烧结：制备10D561样品，采用模压成型，将造粒粉料压制成为直径11.8mm，厚度3.304±0.05mm的陶瓷生坯体；将陶瓷生坯体在550℃排胶，升温速率1℃/分钟，保温4小时，随炉冷却至常温；将排胶完成的陶瓷生坯体放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1114℃，保温350分钟，随炉冷却至常温，得到烧结好的瓷片；五、制得成品：将烧结好的瓷片两端面印银，并在140℃下烘干1分钟，将其放置烧银炉烧银，烧银温度550℃，升温速率8℃/分钟，保温25分钟，自然冷却至常温，得到烧银好的压敏电阻芯片；所述的印银采用的工艺是常规的丝网印刷工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正温度系数型压敏电阻，其特征在于，所述的压敏电阻材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi

【技术特征摘要】
1.一种正温度系数型压敏电阻，其特征在于，所述的压敏电阻材料主要是由下述摩尔百分比的原料制备而成：ZnO：Bi2O3：TiO2：Co2O3：Ni2O3：BaCO3：MnCO3：SnO2：Al(NO3)3·9H2O：Sb2O3：SrCO3：H3BO3等于96.0%~97.0%：0.7%~0.8%：0.5%~0.8%：0.7%~1.0%：0.1%~0.3%：0~0.1%：0.2~0.3%：0.2%~0.3%：0.045~0.1%：0.25%~0.3%：0.018%~0.02%：0~0.1%。


2.一种正温度系数型压敏电阻的制造方法，其特征在于，所述的制造方法的步骤是：
一、制备主料：首先将工业优级ZnO粉料和分析纯原料Bi2O3、TiO2、Co2O3、Ni2O3、BaCO3、MnCO3、SnO2、Al(NO3)3·9H2O、Sb2O3、SrCO3、H3BO3按摩尔百分比96.0%~97.0%：0.7%~0.8%：0.5%~0.8%：0.7%~1.0%：0.1%~0.3%：0~0.1%：0.2~0.3%：0.2%~0.3%：0.045~0.1%：0.25%~0.3%：0.018%~0.02%：0~0.1%分别称量好，混合均匀，作为主料A；
二、制备浆料：将分散剂聚丙烯酸加入去离子水，在80℃水浴条件下加热搅拌至完全溶解，调节pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶林龙，常宝成，覃远东，梁自伟，朱晓玲，
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