一种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及半导体材料制备技术领域，具体涉及一种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷、制备方法及其应用，用闪烧法制备了稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷，在闪烧时，试样置于管式炉中，试样两端连接直流电源提供电场，以10℃/min的加热速率加热，当样品温度达到950℃时，保持15min后施加150V/cm～300V/cm的电场，初始预设电流为0.5A，当施加电场时，电流每5s增加0.5A直到达到限制电流2.5A，然后关闭直流电源，将样品冷却至室温得到这种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷，与常规烧结相比，这种快速烧结方法可将加工时间缩短15倍，解决了高温下较长的烧结时间会导致氧化锌压敏陶瓷晶粒异常生长，从而导致烧结样品的最终电学性能变差的问题。品的最终电学性能变差的问题。品的最终电学性能变差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及半导体材料
，具体涉及一种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]压敏电阻是避雷器的核心组件，开发具有较高的非线性系数与电位梯度的高性能高压压敏电阻，可以实现避雷器的小型化和低成本。稀土掺杂ZnO压敏陶瓷具有高电位梯度(≥1000V/mm)和高非线性系数(≥30)。烧结过程中稀土氧化物会偏析在氧化锌晶界中，或与其他元素形成第二相，起到“钉扎”作用，抑制ZnO晶粒生长，从而提高电位梯度。同时晶界增多,由此每个晶界上产生的氧分压减小，从而提高非线性系数。一般采用传统烧结方法制备ZnO压敏陶瓷。然而，一方面，常规烧结的高温(≥1100℃)和较长的保温时间(>3h)导致大量的能源消耗。另一方面，高温下较长的烧结时间会导致晶粒异常生长，从而导致烧结样品的最终电学性能变差。因此，有必要寻找一种新的烧结方法来降低烧结温度，缩短加工时间。
[0003]闪烧技术是一种新出现的电场辅助烧结技术。相对于传统烧结，闪烧技术具备超快速致密化、抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将氧化物粉末混合物在含玛瑙球的乙醇中球磨24h，然后在80℃下干燥24h得到干燥粉末；S2：向步骤S1中得到的干燥粉末中加入粘合剂，在310MPa下保持2min，将混合粉末单轴压制成圆盘；S3：将步骤S2中得到的圆盘升温至500℃保温1h后冷却，以去除粘合剂得到试样；S4：将步骤S3中得到的试样置于管式炉，试样两端接直流电源提供电场，以10℃/min的加热速率加热；S5：当样品温度达到950℃时，保持15min后施加150V/cm～300V/cm的电场，初始预设电流为1.5A，当施加电场时，电流每5s增加0.5A直到达到限制电流2.5A，然后关闭直流电源，将样品冷却至室温。2.如权利要求1所述的一种稀土掺杂氧化锌压敏陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中氧化物粉末混合物按摩尔份数包括：稀土氧化物1～1.5份；所述稀土氧化包括Y2O3、Sc2O3、La2O3、Ce2O3、Pr5O
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、Tm2O3、Er2O3中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，姜明，张雷，孙华为，刘娟，李家茂，
申请(专利权)人：中机智能装备创新研究院宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：