一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法技术

本申请涉及一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法，涉及压敏电阻技术领域，包括以下重量份的组分：90

【技术实现步骤摘要】
一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法


[0001]本申请涉及压敏电阻
，尤其是涉及一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]压敏电阻器具有优越的非线性特性，被广泛应用于各类电子设备的过电压浪涌保护。多层片式ZnO压敏电阻，是在传统压敏电阻基础上，采用流延叠层的工艺生产的新型压敏电阻器，具有小型化、贴片化等特征，适应了电子设备集成化、小型化的发展趋势，得到了越来越广泛的应用。与另一类主要的浪涌保护器件瞬态抑制二极管TVS相比，片式压敏电阻具有高能量密度、高温性能稳定等优点，但是其较高的保护电压(残压)，也限制了片式压敏电阻在众多精密电路保护中的应用。
[0003]针对上述应用特点，专利技术人认为有必要研发一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法。

技术实现思路

[0004]为了提高叠层氧化锌组合物的电性能，本申请提供一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供的一种降低残压的叠层氧化锌组合物，采用如下的技术方案：
[0006]一种降低残压的叠层氧化锌组合物，包括以下重量份的组分：
[0007][0008]通过采用上述技术方案，将Cr2O3、Mn2O3、Co2O3添加于ZnO中，有效促进了ZnO晶粒尺寸的长大，使得ZnO晶粒之间形成高阻抗晶界层，从而提高了组合物的半导性；B2O3的添加，能够与ZnO发生反应，提高了氧化锌压敏电阻材料微观结构的均匀性；Al2O3的添加，有效提高了氧化锌压敏电阻材料的电性能稳定性；铝锌硅玻璃的添加，能够提高氧化锌组合物低温共烧的稳定性；增强剂的添加，提高了氧化锌压敏电阻材料的电性能。
[0009]作为优选，所述增强剂包括Sb2O3和Bi2O3。
[0010]通过采用上述技术方案，Sb2O3、Bi2O3和氧气发应生成了铋锑酸，一方面铋锑酸能够促进ZnO晶粒尺寸的长大；另一方面增加了烧结时产生的氧分压，有效增大了ZnO晶粒的电阻率；当铋锑酸添加于叠层氧化锌组合物中时，铋锑酸与ZnO反应生成尖晶石相和富铋液相，尖晶石相钉扎于晶界中，能够降低ZnO晶粒生长过大的可能性，富铋液相能够推动其他添加剂均匀地分布于ZnO晶粒和晶界中；另外Bi离子半径远大于Zn离子半径，无法进入氧化锌晶粒，在冷却时会偏析于晶界处，导致其他氧化物也偏聚于晶界处，提高了晶界势垒，使得氧化锌压敏陶瓷的非线性系数提高，从而提高了通流能力。
[0011]作为优选，所述Sb2O3和Bi2O3的质量比为1:(2.3
‑
2.7)。
[0012]通过采用上述技术方案，将Sb2O3和Bi2O3的质量比控制在上述范围内，进一步提高了氧化锌压敏电阻材料的电性能。
[0013]作为优选，所述增强剂采用如下方法制备而成：
[0014]将Sb2O3和Bi2O3混合后，进行磨细，直至混合均匀，然后再依次进行煅烧、冷却、退火处理，从而制得增强剂。
[0015]作为优选，所述增强剂制备过程中的煅烧温度为600
‑
800℃，煅烧时间为1.5
‑
2.5h。
[0016]作为优选，所述增强剂制备过程中的退火温度为400
‑
600℃，退火时间为1.5
‑
2.5h。
[0017]作为优选，所述组合物中还包括2
‑
4份TiO2。
[0018]通过采用上述技术方案，将TiO2添加于促进剂中，进一步促进了ZnO晶粒的生长，从而提高了叠层氧化锌组合物的半导性，进而提高了氧化锌压敏电阻材料的电性能。
[0019]另一方面，本申请提供的一种降低残压的叠层氧化锌组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0020]S1、将Cr2O3、Mn2O3、Co2O3、Al2O3、TiO2、增强剂和一部分ZnO混合后，进行磨细、煅烧，制得烧结料；
[0021]S2、将烧结料粉碎、磨碎，然后在加入铝锌硅玻璃进行分散、混合，制得氧化锌组合物制备料；
[0022]S3、将氧化锌组合物制备料进行初次煅烧，煅烧完成后，进行进行磨细；然后加入B2O3和剩余的ZnO，混合均匀后，再进行二次煅烧，煅烧完成后、进行粉碎、磨细，制得叠层氧化锌组合物。
[0023]通过采用上述技术方案，氧化锌组合物初次煅烧生成烧绿石相，烧绿石相和剩余的ZnO二次煅烧后生成尖晶石相并重新释放氧化铋，促使富铋液相生成。
[0024]作为优选，所述步骤S3中初次煅烧的温度为820
‑
840℃，煅烧时间为3.5
‑
4.5h。
[0025]作为优选，所述步骤S3中二次煅烧的温度为900
‑
1000℃，煅烧时间为1.5
‑
2.5h。
[0026]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0027]1.将Cr2O3、Mn2O3、Co2O3添加于ZnO中，有效促进了ZnO晶粒尺寸的长大，使得ZnO晶粒之间形成高阻抗晶界层，从而提高了组合物的半导性；B2O3的添加，能够与ZnO发生反应，提高了氧化锌压敏电阻材料的微观结构的均匀性；Al2O3的添加，有效提高了氧化锌压敏电阻材料的电性能稳定性；铝锌硅玻璃的添加，能够提高氧化锌组合物低温共烧的稳定性；增强剂的添加；提高了氧化锌压敏电阻材料的电性能。
[0028]2.Sb2O3、Bi2O3和氧气发应生成了铋锑酸，一方面铋锑酸能够促进ZnO晶粒尺寸的长大；另一方面增加了烧结时产生的氧分压，有效增大了ZnO晶粒的电阻率；当铋锑酸添加于叠层氧化锌组合物中时，能够生成尖晶石相和富铋液相，尖晶石相降低ZnO晶粒的生长过大的可能性；富铋液相提高了其他添加剂分布于ZnO晶粒和晶界中中的均匀性。
具体实施方式
[0029]实施例1
[0030]增强剂包括以下原料：10gSb2O3，23gBi2O3。
[0031]增强剂采用如下步骤制备而成：
[0032]将Sb2O3和Bi2O3混合后，进行磨细，直至混合均匀，然后在600℃下煅烧2.5h，煅烧完成后，进行冷却，再在400℃退火处理2.5h，从而制得增强剂。
[0033]叠层氧化锌组合物包括以下原料：90gZnO，2.1gCr2O3，4.8gMn2O3，3.2gCo2O3，3.5gAl2O3，2gTiO2，12g增强剂，4g铝锌硅玻璃，1gB2O3。
[0034]叠层氧化锌组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0035]S1、将Cr2O3、Mn2O3、Co2O3、Al2O3、TiO2、增强剂和1/3ZnO混合后，进行磨细、煅烧，制得烧结料；
[0036]S2、将烧结料粉碎、磨碎，然后在加入铝锌硅玻璃进行分散、混合，制得氧化锌组合物制备料；
[0037]S3、将氧化锌组合物制备料在820℃下进行初次煅烧4.5h，初次煅烧完成后，进行进行磨细；然后加入B2O3和剩余ZnO，混合均匀后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低残压的叠层氧化锌组合物，其特征在于：包括以下重量份的组分：ZnO
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90
‑
100份Cr2O3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.1
‑
2.5份Mn2O3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4.8
‑
6.8份Co2O3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3.2
‑
4.2份B2O3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
3份Al2O3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3.5
‑
4.5份铝锌硅玻璃
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
6份增强剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
‑
16份。2.根据权利要求1所述的降低残压的叠层氧化锌组合物，其特征在于：所述增强剂包括Sb2O3和Bi2O3。3.根据权利要求2所述的降低残压的叠层氧化锌组合物，其特征在于：所述Sb2O3和Bi2O3的质量比为1:（2.3
‑
2.7）。4.根据权利要求2所述的降低残压的叠层氧化锌组合物，其特征在于：所述增强剂采用如下方法制备而成：将Sb2O3和Bi2O3混合后，进行磨细，直至混合均匀，然后再依次进行煅烧、冷却、退火处理，从而制得增强剂。5.根据权利要求4所述的降低残压的叠层氧化锌组合物，其特征在于：所述增强剂制备过程中的煅...

【专利技术属性】
技术研发人员：李吉晓，李岩，余国华，
申请(专利权)人：如东宝联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：