氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体及其制备方法，属纳米材料技术领域。该复合粉体是在氨浸法制备纳米氧化锌的过程中，添加不同种类的金属盐类，采用适用的工艺方法与操作规程制备成的；该制备方法利用特殊的化学共沉制得多组元的压敏陶瓷纳米复合粉体，其平均粒径在纳米级，而且均匀性好，制备方法经济实用且容易操作，用该复合粉体制得的压敏电阻器，其电性能好，可广泛应用于计算机、家用电器、通信设备、电力设备、电子器件等领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开的属纳米材料
，具体涉及的是在碱法生产纳米氧化锌的蒸氨过程中，添加不同种类的金属盐，采用实用的工艺方法和操作规程，从而获得多组元的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体。
技术介绍
氧化锌压敏陶瓷是以氧化锌为主剂并掺有其他氧化物的一类复合功能材料，它显示出优良的非线性伏安电性能，具有非线性系数大，耐大电流冲击、抗浪涌能力强等优点，能起到过压保护、抗雷击、抑制瞬间脉冲的作用，成为应用最广泛的压敏变阻器材料。随着对压敏电阻器的高压化和器件体积小型化的要求，为了获得高压敏电压的电阻，而又不增大器件的体积，就必须制备晶粒细小均匀的陶瓷粉体。国内外传统制造氧化锌压敏电阻器，是用氧化锌为主剂配合几种微米级的粉体材料采用机械球磨方法混合制备复合粉体。上世纪九十年代开始，国内外就有了通过不同制备方法来提高氧化锌压敏陶瓷性能的报导，其中又以湿化学法合成制备粉体的研究较多。见到的文献有美国专利US4681717，是关于化学共沉制备四元体系的压敏陶瓷复合粉体，制备工艺是以NaOH为沉淀剂与ZnCL2反应，同时添加其它三元物质而制得；瑞士BBC有限公司在中国申请的专利CN 86 1 02994A，是关于多元共沉法制备氧化锌压敏陶瓷复合粉体，它不是一种化学反应，而是将普通氧化锌制成水悬乳液，多元物质以有机酸盐、络合物的水溶液或胶体溶液的形式加入氧化锌的水悬乳液中，在空气中经喷雾干燥而制得；中国专利CN 1188751A，是关于化学共沉法制备多元氧化锌压敏陶瓷纳米粉体，制备工艺是以化学纯乙酸锌为主体，以三乙醇胺为溶剂，以柠檬酸为络合物，再加入有机盐、无机盐和稀土盐，采用溶胶、凝胶法而制得；中国专利CN1184079A，是关于超声乳化共沉淀法制备氧化锌压敏电阻复合粉体，以氨水为沉淀剂与硝酸锌反应，同时添加一元或二元物质，采用超声乳化工艺而制得；本专利技术的技术与上述专利相比，第一，氧化锌压敏陶瓷复合粉体的制备工艺不同；第二，添加金属盐的种类和含量不同。本专利技术中所用的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的制备工艺方法是采用中国专利ZL98 1 16820.5《碱法生产活性氧化锌的工艺方法》，即氨法制备大比表面积活性氧化锌的工艺方法，所采用的不同金属盐类也有自己的特殊使用目的，在该法蒸氨过程中添加不同的金属盐类，可使复合物体系在分子水平上发生相互作用，得到的复合物粒度小于100nm、粒径均匀且分散性好，用该复合粉体制备压敏电阻器可降低烧结温度，提高致密度，改善电性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是向社会推出一种氧化锌的压敏陶瓷纳米复合粉体及其制备方法。实现专利技术目的之技术思路是在碱法制备纳米氧化锌的工艺过程中添加入少量不同组份的金属盐，得到掺有至少二元复合组份的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，利用复合物体系在分子水平上发生相互作用，从而获得粒径小且均匀的复合粉体，使压敏电阻器的性能得到进一步增强。本专利技术的
技术实现思路
包括氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的技术方案和该复合粉体制备方法的技术方案。本专利技术的技术方案如下氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的技术方案是这样的为了提高该复合粉体的性能，在氨法制备纳米氧化锌的工艺操作规程之蒸氨过程中添加入所需适量的不同复合组份，采用适宜的工艺制备方法，制成氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，技术特点在于所述在蒸氨工艺过程中按需要添加入锌氨络合液里的不同复合组份是三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾和硝酸盐类之中至少两种的金属盐，添加入的复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种复合组份金属盐＝79-99.8mol％∶0.2-21mol％，但锌氨络合液中的氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)。如上所述的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，技术要点为所述的蒸氨工艺过程中按需要添加的不同复合组份是如下至少两种的金属盐，包括硝酸盐类和三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾，它们的名称和含量为硝酸铋0.1-3mol％；三氯化锑或硝酸锑0.1-3mol％；硝酸锰0.1-2mol％；硝酸钴0.1-3mol％；硝酸铬0.1-2mol％；硝酸镁0.1-2mol％；硝酸镍0.1-2mol％；硝酸镧0.1-2mol％；偏硅酸钠或偏硅酸钾0.1-2mol％；添加的复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种金属盐＝79-99.8mol％∶0.2-21mol％，但锌氨络合液中的氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)。如上所述的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，详细技术要点有所述在蒸氨工艺过程中按需要添加的不同复合组份是主剂氧化锌和必加剂硝酸铋以及三氯化锑或硝酸锑、硝酸锰、硝酸钴、硝酸铬、硝酸镁、硝酸镍、硝酸镧、偏硅酸钠或偏硅酸钾之中的任一种或任多种或直至共八种金属盐，可构成三元至十元组份的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，该三元至十元组份的各复合粉体之组份的含量为氧化锌∶硝酸铋∶或三氯化锑或硝酸锑、或硝酸锰、或硝酸钴、或硝酸铬、或硝酸镁、或硝酸镍、或硝酸镧、或偏硅酸钠或偏硅酸钾之中的任一种或任多种或乃至共八种＝79-99.8mol％∶0.1-3mol％∶0.1-18mol％，但锌氨络合液中的氧化锌和添加入的其它二元乃至九元组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)。氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的制备方法如下关于氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的制备方法，须采用氨法制备纳米氧化锌的工艺方法及其操作规程，在蒸氨工艺过程中，向蒸氨设备里的锌氨络合液中添加入所需适量的各复合组份，使之发生分子水平的反应，经过蒸氨、共沉、过滤、洗涤、干燥、煅烧各工艺操作规程，以制备成纳米级压敏陶瓷复合粉体，技术特点在于a.所述的在蒸氨过程中按需要添加入锌氨络合液里的不同复合组份是三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾和硝酸盐类之中至少两种的金属盐，添加入的复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种复合组份金属盐＝79-99.8mol％∶0.2-21mol％，但锌氨络合液中氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)；b.所述该复合粉体制备的工艺方法及其操作规程如下①在蒸氨工艺过程中，向蒸氨设备里的锌氨络合液中添加入按需要的各复合组份及其含量，操作条件常温、常压下添加入，随后开始搅拌并升温，当升温至80-90℃恒温蒸氨，至锌氨络合液中氨含量小于5％时结束蒸氨；②蒸氨沉淀物再经过滤、洗涤、干燥后，进行煅烧，在煅烧设备中，煅烧温度200-900℃，煅烧时间1-12小时，煅烧后即制备成氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，经检验后，贮藏待用。如上所述的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的制备方法，详细的技术要点有所述的蒸氨工艺过程中按需要添加的不同复合组份是如下至少两种的金属盐，包括硝酸盐类和三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾，它们的名称和含量为硝酸铋0.1-3mol％；三氯化锑或硝酸锑0.1-3mol％；硝酸锰0.1-2mol％；硝酸钴0.1-3mo1％；硝酸铬0.1-2mol％；硝酸镁0.1-2mol％；硝酸镍0.1-2mol％；硝酸镧0.1-2mol％；偏硅酸钠或偏硅酸钾0.1-2mol％；添加各复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种金属盐＝79-99.8mol％∶0.2-21mol％，但锌氨络合液中的氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)。如上所述的氧化锌压敏陶瓷纳米复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，为了提高压敏陶瓷复合粉体的电性能，须在氨法制备纳米氧化锌的工艺操作规程之蒸氨过程中添加入所需适量的不同复合组份，采用适宜的工艺制备方法，制成氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，特征在于：所述在蒸氨工艺过程中按需要添加入锌氨络合液里的不同复合组份是三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾和硝酸盐类之中至少两种的金属盐，添加入的复合组份含量比例为：氧化锌∶至少两种复合组份金属盐＝７９－９９．８ｍｏｌ％∶０．２－２１ｍｏｌ％，但锌氨络合液中的氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足１００ｍｏｌ％（摩尔百分比）。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，为了提高压敏陶瓷复合粉体的电性能，须在氨法制备纳米氧化锌的工艺操作规程之蒸氨过程中添加入所需适量的不同复合组份，采用适宜的工艺制备方法，制成氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，特征在于所述在蒸氨工艺过程中按需要添加入锌氨络合液里的不同复合组份是三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾和硝酸盐类之中至少两种的金属盐，添加入的复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种复合组份金属盐＝79-99.8mol％∶0.2-21mol％，但锌氨络合液中的氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)。2.一种氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体的制备方法，须采用氨法制备纳米氧化锌的工艺方法及其操作规程，在蒸氨工艺过程中，向蒸氨设备里的锌氨络合液中添加入所需适量的各复合组份，经过蒸氨、过滤、洗涤、干燥、煅烧各工艺操作规程，以制备成氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，特征在于a.所述的在蒸氨过程中按需要添加入锌氨络合液里的不同复合组份是三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾和硝酸盐类之中至少两种的金属盐，添加入的复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种复合组份金属盐＝79-99.8mol％∶0.2-21mol％，但锌氨络合液中氧化锌和添加入的各复合组份之总和均须满足100mol％(摩尔百分比)；b.所述制备的工艺方法及其操作规程如下①在蒸氨工艺过程中，向蒸氨设备里的锌氨络合液中添加入按需要的各复合组份及其含量，操作条件常温、常压下添加入，随后开始搅拌并升温，当升温至80-90℃恒温蒸氨，至锌氨络合液中氨含量小于5％时结束蒸氨；②蒸氨沉淀物再经过滤、洗涤、干燥后，进行煅烧，在煅烧设备中，煅烧温度200-900℃，煅烧时间1-12小时，煅烧后即制备成氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，经检验后，贮藏待用。3.根据权利要求1所述的氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体，特征在于所述的蒸氨工艺过程中按需要添加的不同复合组份是如下至少两种的金属盐，包括硝酸盐类和三氯化锑、偏硅酸钠或偏硅酸钾，它们的名称和含量为硝酸铋0.1-3mol％；三氯化锑或硝酸锑0.1-3mol％；硝酸锰0.1-2mol％；硝酸钴0.1-3mol％；硝酸铬0.1-2mol％；硝酸镁0.1-2mol％；硝酸镍0.1-2mol％；硝酸镧0.1-2mol％；偏硅酸钠或偏硅酸钾0.1-2mol％；添加复合组份含量比例为氧化锌∶至少两种金属盐＝79-99.8mol％∶...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆天荣，赵永红，郭建平，乔爱平，
申请(专利权)人：骆天荣，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]