【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备zno压敏陶瓷的方法，特别是一种以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法。
技术介绍
1、zno压敏电阻是以zno为主要原料，添加少量bi2o3、sb2o3、cr2o3、co3o4和mno2等掺杂料，采用陶瓷烧结工艺制备而成。压敏电阻具有良好的非线性和大通流能力等优点，它作为雷电浪涌保护元件在电子电路和电力系统中得到了广泛的应用。在含bi2o3的zno压敏电阻配方体系中，约80％的cr固溶在尖晶石中，剩余20％作为施主掺杂固溶在zno晶粒中，以及形成富氧化铋的铬酸盐。而co、mn则主要固溶在富铋相中，少部分作为施主掺杂固溶在zno晶粒中。
2、cr的加入主要起到两方面的作用，一方面固溶在尖晶石中起到细化晶粒、抑制异常晶粒生长的作用，能提高zno压敏电阻的能量吸收能力。另一方面，固溶在zno晶粒中的cr离子起到施主掺杂的作用，能提供额外的载流子，降低了晶粒电阻，从而降低了zno压敏电阻的残压。
3、co、mn的加入一部分固溶在zno晶粒中的co、mn离子起到施主掺杂的作用，能提供额外的载流子，降低了晶粒电阻，从而降低了zno压敏电阻的残压。另一部分co、mn离子偏析在晶界层，因而提高了晶界势垒高度，同样有利于降低zno压敏电阻的残压，且co3o4、mno2的添加可抑制bi2o3在高温烧结过程中的挥发，因而有利于改善zno压敏陶瓷在大电流区域的性能，如非线性系数的提高、阻性电流的减小。
4、但是，通常cr2o3、co3o4和mno2的加入量分别在0.3％-1.5％之间，粒度大
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法。本专利技术方法制得的zno压敏陶瓷具有掺杂料分散度高、成本较低、污染较小、工艺稳定的特点；此外，还具有残压低、晶粒更细化以及晶界层更稳定的特点。
2、本专利技术的技术方案：一种以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，zno压敏陶瓷由zno、bi2o3、sb2o3、cr2o3、co3o4和mno2组成，所述zno、bi2o3和sb2o3的原料为氧化物；所述cr2o3、co3o4和mno2的部分或全部原料为其金属元素的硝酸盐，余量为氧化物，或以cr2o3、co3o4和mno2作为原料时，在制浆时向其中加入硝酸、柠檬酸或草酸中的一种或任意多种。
3、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，包括如下步骤：
4、(1)按配方取bi2o3、sb2o3、cr(no3)3、co(no3)2和mn(no3)2，以及余量的cr2o3、co3o4和mno2，混合后加水研磨，得浆料a；或按配方取bi2o3、sb2o3、cr2o3、co3o4和mno2，混合后加水和硝酸、柠檬酸或草酸中的一种或任意多种，然后研磨，得浆料b；
5、(2)向步骤(1)的料浆a或浆料b中加入氨水调节ph值至碱性，得料浆c；
6、(3)向浆料c中加入配方量的zno、分散剂、消泡剂和聚乙烯醇溶液，并继续研磨，得原料料浆；
7、(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述zno压敏陶瓷。
8、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述浆料a中，cr(no3)3、co(no3)2和mn(no3)2的用量分别占cr2o3、co3o4和mno2原料来源的10-50wt％。
9、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述浆料b中，硝酸的添加量为zno的0.05wt％-0.09wt％。
10、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述浆料b中，柠檬酸或草酸的添加量为zno的0.1wt％-0.3wt％。
11、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述步骤(2)中，是向料浆a或浆料b中加入氨水调节ph值至7-8。
12、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述分散剂的添加量为zno的0.5wt％-1.5wt％。
13、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述消泡剂的添加量为zno的0.15wt％-0.25wt％。
14、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5％-15％。
15、优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，所述聚乙烯醇溶液添加量为zno的4wt％-7wt％。
16、本专利技术的有益效果
17、1、本专利技术通过将掺杂量非常少的cr2o3、co3o4和mno2以部分或全部的硝酸盐为原料进行掺杂；或以其氧化物为原料，在制备过程中加入硝酸或其他有机酸，从而形成对应的盐溶液，使得cr、co和mn在浆料体系中的分散度更高，提高了掺杂料的整体分散度以及最终压敏陶瓷产品的性能和品质。
18、2、本专利技术仅部分掺杂料中的全部或部分原料采用硝酸盐或向其氧化物原料中加入少量硝酸或其他有机酸，整体的用酸量少，与传统化学共沉淀法等方法相比，成本更低，且污染更小，工艺更加稳定。
19、3、本专利技术的部分或全部cr、co和mn在制浆过程中，以溶液的形式存在，更容易分散并包裹在zno的表面，从而在烧结时形成相应的氧化物，更容易进入zno晶粒，形成施主掺杂，进一步降低残压。
20、4、本专利技术的部分或全部cr、co和mn在制浆过程中，以溶液的形式存在，在与bi2o3和sb2o3共混研磨时，更容易分散并包裹在其表面，从而在烧结过程中形成相应的氧化物，更容易形成均匀的尖晶石或偏析在晶界层，取得了进一步细化晶粒和稳定晶界层的优点，提高了产品的直流老化寿命和脉冲电流的冲击稳定性。
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1.一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，ZnO压敏陶瓷由ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Cr2O3、Co3O4和MnO2组成，其特征在于：所述ZnO、Bi2O3和Sb2O3的原料为氧化物；所述Cr2O3、Co3O4和MnO2的部分或全部原料为其金属元素的硝酸盐，余量为氧化物，或以Cr2O3、Co3O4和MnO2作为原料时，在制浆时向其中加入硝酸、柠檬酸或草酸中的一种或任意多种。
2.根据权利要求1所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述浆料A中，Cr(NO3)3、Co(NO3)2和Mn(NO3)2的用量分别占Cr2O3、Co3O4和MnO2原料来源的10-50wt％。
4.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述浆料B中，硝酸的添加量为ZnO的0.05wt％-0.09wt％。
5.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述浆料B中，柠
6.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，是向料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7-8。
7.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述分散剂的添加量为ZnO的0.5wt％-1.5wt％。
8.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述消泡剂的添加量为ZnO的0.15wt％-0.25wt％。
9.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5％-15％。
10.根据权利要求9所述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述聚乙烯醇溶液添加量为ZnO的4wt％-7wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，zno压敏陶瓷由zno、bi2o3、sb2o3、cr2o3、co3o4和mno2组成，其特征在于：所述zno、bi2o3和sb2o3的原料为氧化物；所述cr2o3、co3o4和mno2的部分或全部原料为其金属元素的硝酸盐，余量为氧化物，或以cr2o3、co3o4和mno2作为原料时，在制浆时向其中加入硝酸、柠檬酸或草酸中的一种或任意多种。
2.根据权利要求1所述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述浆料a中，cr(no3)3、co(no3)2和mn(no3)2的用量分别占cr2o3、co3o4和mno2原料来源的10-50wt％。
4.根据权利要求2所述的以可溶盐形式掺杂制备zno压敏陶瓷的方法，其特征在于：所述浆料b中，硝酸的添加量为zno的0.05wt％-0.09wt％。
...【专利技术属性】
技术研发人员：庞驰，费自豪，倪浡，施斌，徐鹏，石雁，郑德一，倪静，
申请(专利权)人：贵阳高新益舸电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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