一种压敏电阻器介质材料及其制备方法技术

一种压敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：ZnO 85.1

【技术实现步骤摘要】
一种压敏电阻器介质材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及压敏电阻器的介质材料，具体涉及一种压敏电阻器介质材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]氧化锌压敏电阻器材料可用于制造高能量氧化锌压敏电阻片，该氧化锌压敏电阻片可用于制造避雷器或压敏电阻器，应用于电力电子线路中吸收异常过电压，以保护线路系统。电力电子线路中经常会因雷击负载引起线路异常过电压，氧化锌压敏电阻介质材料已经大量用于电力电子线路中吸收或抑制异常过电压，保护电力电子线路免遭破坏。压敏电阻器介质材料除了需要具有较高的电位梯度、较大的非线性系数α和较小的漏电流，还需要具有较强的耐浪涌能力，以满足雷击环境下的电力电子线路保护的需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种压敏电阻器介质材料及其制备方法，由这种压敏电阻器介质材料制成的压敏电阻器耐浪涌能力强。采用的技术方案如下：一种压敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：ZnO 85.1
‑
87.1份，Bi2O
3 3.2
‑
3.6份，Ni2O
3 1.7
‑
1.9份，CuO 2.1
‑
2.3份，Co2O
3 1.5
‑
1.7份，Cr2O
3 0.95
‑
1.05份，MnCO
3 1.2
‑
1.6份，Al2O
3 0.7
‑
0.9份，TiO
2 0.4r/>‑
0.6份，SrCO
3 1.1
‑
1.3份。
[0004]优选方案中，上述压敏电阻器介质材料由下述重量配比的原料制成：ZnO 86.1份，Bi2O
3 3.4份，Ni2O
3 1.8份，CuO 2.2份，Co2O
3 1.6份，Cr2O
3 1份，MnCO
3 1.4份，Al2O
3 0.8份，TiO
2 0.5份，SrCO
3 1.2份。
[0005]上述ZnO形成纤锌矿晶体结构，形成压敏电阻的主晶相；Bi2O3、Co2O3、Cr2O3的加入掺杂可提高压敏电阻的非线性系数；Ni2O3、CuO、MnCO3的加入掺杂可提高压敏电阻的电位梯度；Al2O3、TiO2、SrCO3的加入掺杂可提高压敏电阻的耐浪涌能力，减小压敏电阻单次雷击后U
1mA
变化率。
[0006]本专利技术还提供上述压敏电阻器介质材料的一种制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）按比例配备ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3；（2）将步骤（1）所配备的ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3粉碎并混合均匀，得到第一混合粉体；（3）将步骤（2）得到的第一混合粉体在烘箱中烘干后（优选烘干温度为80
‑
100℃），再向第一混合粉体中加入粘结剂并进行造粒，得到颗粒状物料；（4）将步骤（3）得到的颗粒状物料压制成生坯片；（5）将生坯片放入烧结炉中，于1100
‑
1250℃下保温3
‑
5小时，使生坯片排出粘结剂并烧结，得到所述压敏电阻器介质材料。
[0007]上述步骤（2）中，可以分别将各种原料粉碎后混合均匀；也可以将各种原料混合后
进行粉碎，随后边粉碎边混合，或粉碎后再使各种原料混合均匀。
[0008]优选步骤（2）中，将ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3混合均匀后，加入水，球磨10
‑
15小时（完成球磨后可过200目筛），得到第一混合粉体。更优选被球磨的原料、所用球、所用水的重量比例为：原料:球:水=1:(2
‑
2.5):(0.9
‑
1.1)。
[0009]上述步骤（3）的粘结剂可采用聚乙烯醇水溶液（即PVA溶液）。优选步骤（3）的粘结剂采用重量百分比浓度为10%的聚乙烯醇溶液，所加入的聚乙烯醇溶液的重量为第一混合粉体的重量的8
‑
12%。
[0010]优选步骤（4）中，先在20
‑
30MPa压强下将步骤（3）得到的颗粒状物料压制成圆片，压制时间为8
‑
15分钟；然后在100
‑
200MPa压强下对圆片进行等静压处理，等静压处理时间为8
‑
15分钟，得到生坯片。
[0011]制得的压敏电阻器介质材料随炉冷却，自然降温至室温后即可用于制作压敏电阻器。在得到的压敏电阻器介质材料片的两面制作电极（银电极），然后在两面电极焊接上引线，包封后即可得到压敏电阻器。
[0012]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：（1）获得的压敏电阻器介质材料的耐浪涌能力强；（2）获得的压敏电阻器介质材料具有较高的电位梯度（电位梯度为241
‑
248V/mm）、较大的非线性系数α（非线性系数α为74
‑
84）和较小的漏电流（漏电流≤6μA）。本专利技术的压敏电阻器介质材料制成的压敏电阻器耐浪涌能力强，适合应用于电力避雷器或其他电力电子线路的防雷过压保护。
具体实施方式
[0013]实施例1本实施例中，压敏电阻器介质材料的制备方法包括下述步骤：（1）按比例配备ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3；各原料的重量配比为：ZnO 85.1份，Bi2O
3 3.2份，Ni2O
3 1.7份，CuO 2.3份，Co2O
3 1.7份，Cr2O
3 0.95份，MnCO
3 1.2份，Al2O
3 0.7份，TiO
2 0.4份，SrCO
3 1.1份；（2）将步骤（1）所配备的ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3粉碎并混合均匀，得到第一混合粉体；本步骤（2）中，将ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3混合均匀后，加入水，球磨10小时（完成球磨后可过200目筛），得到第一混合粉体。被球磨的原料、所用球、所用水的重量比例为：原料:球:水=1:2.5:1.1；（3）将步骤（2）得到的第一混合粉体在烘箱中烘干后（烘干温度为80℃），再向第一混合粉体中加入粘结剂并进行造粒，得到颗粒状物料；本步骤（3）的粘结剂采用重量百分比浓度为10%的聚乙烯醇溶液，所加入的聚乙烯醇溶液的重量为第一混合粉体的重量的8.5%；（4）将步骤（3）得到的颗粒状物料压制成生坯片；本步骤（4）中，先在20MPa压强下将步骤（3）得到的颗粒状物料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压敏电阻器介质材料，其特征在于由下述重量配比的原料制成：ZnO 85.1
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87.1份，Bi2O
3 3.2
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3.6份，Ni2O
3 1.7
‑
1.9份，CuO 2.1
‑
2.3份，Co2O
3 1.5
‑
1.7份，Cr2O
3 0.95
‑
1.05份，MnCO
3 1.2
‑
1.6份，Al2O
3 0.7
‑
0.9份，TiO
2 0.4
‑
0.6份，SrCO
3 1.1
‑
1.3份。2.根据权利要求1所述的压敏电阻器介质材料，其特征在于所述压敏电阻器介质材料由下述重量配比的原料制成：ZnO 86.1份，Bi2O
3 3.4份，Ni2O
3 1.8份，CuO 2.2份，Co2O
3 1.6份，Cr2O
3 1份，MnCO
3 1.4份，Al2O
3 0.8份，TiO
2 0.5份，SrCO
3 1.2份。3.权利要求1或2所述的压敏电阻器介质材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）按比例配备ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3；（2）将步骤（1）所配备的ZnO、Bi2O3、Ni2O3、CuO、Co2O3、Cr2O3、MnCO3、Al2O3、TiO2和SrCO3粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈甲天，陈志平，牛炎升，姜学文，彭小青，
申请(专利权)人：汕头市瑞升电子有限公司，
类型：发明
国别省市：