一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备和应用，属压敏电阻材料制造和应用的技术领域。所述材料的制备：将原料按摩尔比ＺｎＯ∶Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］∶ＭｎＯ↓［２］为９６．５∶０．７∶１．０∶０．５∶０．８∶０．５混合，通过第一次高能细磨、低温烧结、第二次高能细磨三步，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻材料。所述材料的应用，即高电位梯度氧化锌压敏电阻的制备：以所述材料为原料，通过压制成型、低温烧结、涂电极银浆和焊接电极引线四步，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻。本发明专利技术具有两次高能球磨使金属氧化物混合粉晶粒尺寸大大细化；烧结温度仅为９００℃，使制得的高电位梯度氧化锌压敏电阻的晶粒尺寸为１．５－３．５μｍ；采用常规设备、工艺简单，生产成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备和应用，确切说，涉及一种用低温烧结工艺制备高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的方法和该材料的应用，属压敏电阻材料制造和应用的
技术介绍
氧化锌压敏电阻具有优异的伏-安特性，广泛用于制造避雷器阀片。为实现避雷器阀片的小型化和轻型化，降低制造成本，开发高电位梯度是发展趋势[1]。Viswanath[2]使用胶悬浮和离心分离法得到的超细纳米粉，在烧结温度750℃制备出电位梯度高达3000V/mm的氧化锌压敏电阻。Duran[3]也利用化学方法制得纳米粉，在两段烧结温度900℃及825℃下制备了电位梯度为2000V/mm的氧化锌压敏电阻。上两种方法均存在工艺复杂、成本高的缺点，难以形成规模生产。Oh[4]采用第一次无氧化铋粉末烧结，涂以含氧化铋浆料后再第二次烧结的办法，开发的氧化锌压敏电阻的电位梯度为500-900V/mm，但烧结温度高，第一次和第二次烧结温度分别1200-1350℃和1000-1200℃。Fah[5]采用接近工业化技术的高能球磨法，将粉料细化至17nm左右，先单轴压制再等静压成型，在烧结温度降至1100℃以下，制备出了电位梯度达440V/mm的氧化锌压敏电阻。Alamdari[6]采用与Fah不同的添加剂高能球磨，在1000℃下制备的氧化锌压敏电阻的电位梯度为1550V/mm。但最后两种方法的烧结温度仍然较高，等静压成型技术使成本增加。参考文献[1]李盛涛.ZnO压敏电阻片的基础研究和技术发展动态[J].电磁避雷器，1998，(3)42-48. R.N.Viswanath，S.Ramasamy，R.Ramamoorthy，etal.Preparation andcharacterization of nanocrystalline ZnO based materials for varistorapplications[J].Nanostructured materials，1995，6993-996. P.Duran，F.Capel，J.Tartaj，C.Moure.Effects of low-temperature annealing onthe microstructure and electrical properties of doped-ZnO varistors[J].KeyEngineering Materials，2002，206-2131389-1392. Myung H.Oh，Kyung J，Lee，In J.Chung，etal.Fabrication method for highvoltage zinc oxide varistor[P].U.S.5004573，Apr.2，1991. C.P.Fah，J.Wang.Effect of high-energy mechanical activation on themicrostructure and electrical properties of ZnO-based varistors[J]，Solid StateIonics，2000，132107-117. H.D.Alamdari，S.Boily，M.Blouin，etal.High energy ball milled nanocrystallineZnO varistors[J].Materials Science Forum，2000，343-346909-917.
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法。该方法有工艺简单、易于操作，对设备要求不高，生产成本低的优点。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是以商购微米级氧化锌ZnO、三氧化二铋Bi2O3、三氧化二锑Sb2O3、三氧化二铬Cr2O3、三氧化二钴Co2O3和二氧化锰MnO2为原料，将原料按摩尔比ZnO∶Bi2O3∶Sb2O3∶Cr2O3∶Co2O3∶MnO2为96.5∶0.7∶1.0∶0.5∶0.8∶0.5混合，通过第一次高能细磨、低温烧结、第二次高能细磨三步，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻材料。所述的材料是上述氧化物纳米级粉体的均匀混合粉。现详细说明上述的技术方案。一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，其特征在于，具体操作步骤第一步 第一次高能细磨以商购微米级氧化锌ZnO、三氧化二铋Bi2O3、三氧化二锑Sb2O3、三氧化二铬Cr2O3、三氧化二钴Co2O3和二氧化锰MnO2粉体为原料，按摩尔比ZnO∶Bi2O3∶Sb2O3∶Cr2O3∶Co2O3∶MnO2为96.5∶0.7∶1.0∶0.5∶0.8∶0.5混合成金属氧化物混合粉，该混合粉放入高能球磨机，在转速和球粉比分别为300-650rpm和15-40∶1的高能球磨条件下，在无水乙醇中湿磨2-10小时，烘干，该混合粉再在相同的高能球磨条件下，干磨0.5小时，得干燥的金属氧化物混合粉；第二步 低温烧结将第一步得到的干燥金属氧化物混合粉压制后，在350-650℃下低温烧结1.5-2.5小时，得烧结块体；第三步 第二次高能细磨将第二步得到的烧结块体粉碎后，在与第一步相同的高能球磨条件下，在无水乙醇中湿磨3-6小时，烘干，再干磨0.5小时，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻材料。本专利技术的技术方案的进一步特征在于，高能球磨机是采用钢质耐磨球和尼龙罐的行星式高能球磨机。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的应用，确切说，提供一种以上述制得的材料为原料制备高电位梯度氧化锌压敏电阻的方法。本专利技术采用以下技术方案来实现上述技术问题。以上述制得的材料为原料，通过压制成型、低温烧结、涂电极银浆和焊接电极引线四步，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻。现细述所述的的技术方案。一种制备高电位梯度氧化锌压敏电阻的方法，其特征在于，具体操作步骤第一步 压制成型将高电位梯度氧化锌压敏电阻材料压制成密度为5.50-5.57g/cm3柱形实体；第二步 低温烧结将第一步得到的柱形实体放入电阻炉中，900℃下低温烧结2-8小时；第三步 涂电极银浆在第二步烧成的柱形实体的两个端面上，涂上电极银浆，放入电阻炉，600℃下保温10-30分钟，随炉冷却至室温；第四步 焊接电极引线在第三步烧成的电极银浆面上，采用钎焊工艺焊接电极引线，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻。上述产品的指标密度为5.50-5.57g/cm3，压敏电位(V1mA)梯度为820-900V/mm，非线性指数为31-40，漏电流(0.75V1mA下)为6.27-9.60μA。与
技术介绍
相比，本专利技术具有下列突出优点(1)X射线衍射(XRD)分析表明，两次高能球磨后，金属氧化物混合粉的晶粒尺寸减小到22nm左右，粒度大大细化，确保具有良好的低温烧结性能。(2)第二步的低温烧结工艺使金属氧化物混合粉各组分之间进行一定的固相反应，各组分的分散均匀程度大大提高，同时由于降低了原料的活性，改善了原料的烧成性能，对获得均匀一致的金属氧化物混合粉烧结体具有极大的促进作用。(3)烧结温度大大降低，仅为900℃。扫描电镜断口分析表明，本专利技术方法制得的高电位梯度氧化锌压敏本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，其特征在于，具体操作步骤：第一步第一次高能细磨以商购微米级氧化锌ＺｎＯ、三氧化二铋Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］、三氧化二锑Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］、三氧化二铬Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］、三 氧化二钴Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］和二氧化锰ＭｎＯ↓［２］粉体为原料，按摩尔比ＺｎＯ∶Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］∶Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］∶ＭｎＯ↓［２］为９６．５∶０．７∶１．０∶０．５∶０．８∶０．５混合成金属氧化物混合粉，该混合粉放入高能球磨机，在转速和球粉比分别为３００－６５０ｒｐｍ和１５－４０∶１的高能球磨条件下，在无水乙醇中湿磨２－１０小时，烘干，该混合粉再在相同的高能球磨条件下，干磨０．５小时，得干燥的金属氧化物混合粉； 第二步低温烧结将第一步得到的干燥金属氧化物混合粉压制后，在３５０－６５０℃下低温烧结１．５－２．５小时，得烧结块体；第三步第二次高能细磨将第二步得到的烧结块体粉碎后，在与第一步相同的高能球磨条件下，在无水 乙醇中湿磨３－６小时，烘干，再干磨０．５小时，得产品，高电位梯度氧化锌压敏电阻材料。...
【技术特征摘要】
1.一种高电位梯度氧化锌压敏电阻材料的制备方法，其特征在于，具体操作步骤第一步 第一次高能细磨以商购微米级氧化锌ZnO、三氧化二铋Bi2O3、三氧化二锑Sb2O3、三氧化二铬Cr2O3、三氧化二钴Co2O3和二氧化锰MnO2粉体为原料，按摩尔比ZnO∶Bi2O3∶Sb2O3∶Cr2O3∶Co2O3∶MnO2为96.5∶0.7∶1.0∶0.5∶0.8∶0.5混合成金属氧化物混合粉，该混合粉放入高能球磨机，在转速和球粉比分别为300-650rpm和15-40∶1的高能球磨条件下，在无水乙醇中湿磨2-10小时，烘干，该混合粉再在相同的高能球磨条件下，干磨0.5小时，得干燥的金属氧化物混合粉；第二步 低温烧结将第一步得到的干燥金属氧化物混合粉压制后，在350-650℃下低温烧结1.5-2.5小时，得烧结块体；第三步 第二次高能细磨将第二步得到的烧结块体粉碎后，在与第一步相...
【专利技术属性】
技术研发人员：马学鸣，刘宏玉，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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