一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法技术

本申请涉及压敏电阻的技术领域，具体公开了一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：S1、一次混磨；S2、二次混磨；S3、续球磨；S4、喷雾、干燥、造粒、排胶、烧结、退火、还原处理、上侧面绝缘釉、焊接铜导线电极、硫化和固化，制得压敏电阻芯片。本申请的高致密性氧化锌压敏电阻芯片可增加氧化锌压敏电阻的均匀性和致密性，使氧化锌压敏电阻在工作时不易热崩溃损坏；另外，申请的制备方法具有简单易操作，应用范围广泛的优点。应用范围广泛的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法


[0001]本申请涉及压敏电阻的
，更具体地说，它涉及一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法。

技术介绍

[0002]氧化锌压敏电阻是一种由多组分金属氧化物制得的多晶半导体电子陶瓷，主要以氧化锌(ZnO)为主要原料，添加多种成分金属氧化物，采用典型的电子陶瓷材料工艺制备而成。高温烧制成的氧化锌压敏电阻具有优良的非线性伏安特性和雷电波冲击吸收能力，被广泛应用于电力系统线路保护的避雷器中，可以吸收电力系统中出现的各种过电压/电流，包括操作过电压/电流、雷电过电压/电流等，从而有效保护电力系统的各种关键和重要设备。对国防、医院、政府机构、通讯等领域的关键和重要设备的保护至关重要。
[0003]相关技术中，氧化锌压敏电阻的制备步骤通常包括有原料混合、球磨、成型、排胶和烧结等，原料混合时易产生气泡，从而导致所制得的氧化锌压敏电阻有气泡，导致氧化锌压敏电阻的致密性不佳。而对于氧化锌压敏电阻，均匀性和致密性尤为重要，均匀性和致密性不佳易导致氧化锌压敏电阻在工作时易热崩溃损坏。

技术实现思路

[0004]为了改善氧化锌压敏电阻制备时易产生气泡，导致氧化锌电阻的致密性和均匀性不佳的问题，本申请提供一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法。
[0005]本申请提供的一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法采用如下的技术方案：一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法，包括如下步骤：S1、一次混磨：按重量份计，取3-5份氧化铋、3.5-4.5份氧化锑、1.0-1.5份氧化钴、0.7-0.9份氧化锰、0.3-0.5份氧化镍、0.02-0.05份硝酸铝、0.01-0.02份硝酸银、0.4-0.6份分散剂、0.02-0.08份膨胀剂和12-18份去离子水混合后，球磨1.5-2.0h，得第一中间体；S2、二次混磨：按重量份计，取85-95份氧化锌原料、8-12份第一中间体与10-20份去离子水混合后，球磨1.0-1.5h，得第二中间体；S3、续球磨：按重量份计，取70-90份第二中间体、50-60份去离子水和6-10份聚乙烯醇溶液，将第二中间体与去离子水混合后球磨1.5-2.0h，得球磨液，向球磨液中加入聚乙烯醇溶液，得混料，继续球磨0.5-1.5h并调节PH，得颗粒料浆；S4、对颗粒浆料进行喷雾、干燥、造粒后得备用瓷料，将备用瓷料保压排气后，压制排胶，得第三中间体，对第三中间体烧结后放入小球磨罐球磨，球磨后清洗、脱水、烘干，得压敏电阻黑裸片，将压敏电阻黑裸片进行退火热处理后，进行还原处理，还原处理后上侧面绝缘釉、焊接铜导线电极，焊接铜导线电极后硫化、固化，制得压敏电阻芯片。
[0006]通过采用上述技术方案，由于采用一次混磨和二次混磨，一次混磨可使占少量的组分混合均匀，形成良好的结合；由于在制备氧化锌压敏电阻的原料中，一次混磨中的组分
占少量，而二次混磨中的氧化锌原料占大量，二次混磨可使形成良好的结合的占少量的组分均匀地分散在大量的氧化锌原料中，进一步形成良好的结合。分两次混磨相较于一次性同时混磨，有效减少了混磨时各组分因结合不良而产生的气泡，从而减少了所制得的氧化锌压敏电阻的气泡，有效提高了氧化锌压敏电阻的均匀性和致密性，有效增加了氧化锌压敏电阻的方波容量，从而增加了氧化锌压敏电阻的能量吸收能力，使氧化锌压敏电阻在工作时不易热崩溃损坏。
[0007]优选的，所述膨胀剂为膨胀石墨分散到表面活性剂中制成，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂中任意一种。
[0008]通过采用上述技术方案，相较于阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂可与膨胀石墨形成良好的结合，有效提高了膨胀石墨的分散性。膨胀石墨可在制备氧化锌压敏电阻的过程中膨胀，从而填充各组分之间的缝隙，有效减少了所制得的氧化锌压敏电阻的气泡，有效提高了氧化锌压敏电阻的致密性，有效增加了氧化锌压敏电阻的方波容量，从而增加了氧化锌压敏电阻的能量吸收能力，使氧化锌压敏电阻在工作时不易热崩溃损坏。
[0009]优选的，所述膨胀剂为膨胀石墨分散到阴离子表面活性剂中制成，所述表面活性剂为CMN表面活性剂或CMC-Na表面活性剂中任意一种。
[0010]通过采用上述技术方案，相较于非离子表面活性剂，阴离子活性剂能与膨胀石墨形成良好的结合，有效提高膨胀石墨的分散性。阴离子表面活性剂中，CMN表面活性剂和CMC-Na表面活性剂能够利用强烈的疏水作用吸附在膨胀石墨上，CMN表面活性剂中的磺酸基团和CMC-Na表面活性剂中的羧酸基团提供的静电斥力使膨胀石墨能够稳定分散。同时，CMN表面活性剂和CMC-Na表面活性剂的芳环结构和膨胀石墨之间存在强烈的π-π作用，π体系之间存在较强的吸引力，使膨胀石墨和表面活性剂之间的吸附力增强，从而有效提高了膨胀石墨稳定的分散性。
[0011]优选的，所述膨胀剂为膨胀石墨分散到CMC-Na表面活性剂中制成，其制备过程包括如下步骤：按重量份计，取20-30份膨胀石墨、1-2份CMC-Na表面活性剂和70-80份水混合后，超声处理，调节pH，得膨胀剂。
[0012]通过采用上述技术方案，CMC-Na表面活性剂相较于CMN表面活性剂更能稳定地与膨胀石墨形成良好的结合，同时超声处理，更进一步地使CMC-Na表面活性剂与膨胀石墨形成良好的结合，从而更进一步地提高了膨胀石墨的分散性。
[0013]优选的，所述CMC-Na表面活性剂在膨胀剂中的质量分数为1%-2%。
[0014]通过采用上述技术方案，随着CMC-Na表面活性剂在膨胀剂中的质量分数的增加，CMC-Na表面活性剂在膨胀石墨表面产生的电荷密度增加，当CMC-Na表面活性剂在膨胀剂中的质量分数为1%-2%时，在膨胀石墨的表面，CMC-Na表面活性剂吸附接近饱和，继续增加CMC-Na表面活性剂在膨胀剂中的质量分数，膨胀石墨颗粒表面的电荷密度不易继续增加。通过CMC-Na表面活性剂在膨胀剂中的质量分数为1%-2%，使CMC-Na表面活性剂和膨胀石墨结合更为稳定，有效提高了膨胀石墨颗粒分散的稳定性。
[0015]优选的，所述膨胀剂的pH为7-9。
[0016]通过采用上述技术方案，在酸性条件下，H
+
浓度大，膨胀石墨颗粒由于表面带负电荷，从而对H
+
产生强烈的选择性吸附CMC-Na表面活性剂分子中的醚键氧原子也会吸附溶液
中的H
+
，因此膨胀石墨颗粒表面的电荷密度减小，CMC-Na表面活性剂和膨胀石墨之间的吸附力减小。随着pH的增加，CMC-Na表面活性剂亲水端解离程度增加，同时促进了膨胀石墨表面含氧官能团解离成离子，CMC-Na表面活性剂和膨胀石墨之间的吸附力增大。然而pH过高时会增加膨胀剂的电解质浓度，压缩带电粒子表面双电层，从而使CMC-Na表面活性剂和膨胀石墨之间的吸附力减小。当膨胀剂pH为7-9时，CMC-Na表面活性剂和膨胀石墨之间的吸附力易达到最大，从而使CMC-Na表面活性剂和膨胀石墨结合更为稳定，有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高致密性氧化锌压敏电阻芯片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：S1、一次混磨：按重量份计，取3-5份氧化铋、3.5-4.5份氧化锑、1.0-1.5份氧化钴、0.7-0.9份氧化锰、0.3-0.5份氧化镍、0.02-0.05份硝酸铝、0.01-0.02份硝酸银、0.4-0.6份分散剂、0.02-0.08份膨胀剂和12-18份去离子水混合后，球磨1.5-2.0h，得第一中间体；S2、二次混磨：按重量份计，取85-95份氧化锌原料、8-12份第一中间体与10-20份去离子水混合后，球磨1.0-1.5h，得第二中间体；S3、续球磨：按重量份计，取70-90份第二中间体、50-60份去离子水和6-10份聚乙烯醇溶液，将第二中间体与去离子水混合后球磨1.5-2.0h，得球磨液，向球磨液中加入聚乙烯醇溶液，得混料，继续球磨0.5-1.5h并调节PH，得颗粒料浆；S4、对颗粒浆料进行喷雾、干燥、造粒后得备用瓷料，将备用瓷料保压排气后，压制排胶，得第三中间体，对第三中间体烧结后放入小球磨罐球磨，球磨后清洗、脱水、烘干，得压敏电阻黑裸片，将压敏电阻黑裸片进行退火热处理后，进行还原处理，还原处理后上侧面绝缘釉、焊接铜导线电极，焊接铜导线电极后硫化、固化，制得压敏电阻芯片。2.根据权利要求1所述的一种高致密性氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，石国能，岳涛，冯志巍，
申请(专利权)人：常州泰捷防雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：