一种无铬无铅低压压敏电阻制造技术

本发明专利技术公开了一种无铬无铅低压压敏电阻。该压敏电阻是由以下原料按摩尔百分比：ZnO:Bi2O3:Co2O3:MnCO3:SiO2:Ni2O3:Bi4Ti3O12:SnO2=(98.17-X):0.4:(0.6-Y):(0.5+Y):0.05:0.1:(0.1+X):0.08，其中0≤X≤2，0≤Y≤0.1；B2O3的添加量为所有原料质量总和的0.02%的配比，通过传统固相法制备。本发明专利技术采用Bi4Ti3O12代替TiO2掺杂，能够有效减小高温下TiO2与ZnO反应生成Zn2TiO4相对晶粒生长的抑制作用，获得具有更低电位梯度的低压压敏电阻，同时保持较好的压敏性能和较高的通流能力和能量吸收能力；开发的高性能无铬无铅的低压压敏电阻，不含任何铬、铅元素，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种无铬无铅低压压敏电阻。该压敏电阻是由以下原料按摩尔百分比：ZnO:Bi2O3:Co2O3:MnCO3:SiO2:Ni2O3:Bi4Ti3O12:SnO2=(98.17-X):0.4:(0.6-Y):(0.5+Y):0.05:0.1:(0.1+X):0.08，其中0≤X≤2，0≤Y≤0.1；B2O3的添加量为所有原料质量总和的0.02%的配比，通过传统固相法制备。本专利技术采用Bi4Ti3O12代替TiO2掺杂，能够有效减小高温下TiO2与ZnO反应生成Zn2TiO4相对晶粒生长的抑制作用，获得具有更低电位梯度的低压压敏电阻，同时保持较好的压敏性能和较高的通流能力和能量吸收能力；开发的高性能无铬无铅的低压压敏电阻，不含任何铬、铅元素，绿色环保。【专利说明】ー种无铬无铅低压压敏电阻
本专利技术涉及ー种无铬无铅低压压敏电阻，属于电子元器件制造
。
技术介绍
随着电子产品的小型化、集成化，对低压压敏电阻的需求量越来越大，以平均毎年25%左右的速度增长，其应用领域也不断扩展。比如:汽车电子系统产业的繁荣促进了汽车专用电路保护元件市场的发展，自2003年以来，汽车专用低压压敏电阻器行情一路看好，其需求量占压敏电阻总市场需求量的比例一直在稳步上升，已从1998年的15%提高到32%左右。但目前，在低压压敏电阻制造方面，美国的Littelfuse、GE公司，日本的TDK、松下公司处于领先地位，国内多数企业在生产通用型压敏电阻方面的技术水平较高，但在低压ZnO压敏电阻的生产制备方面还不成熟，生产的低压压敏电阻在通流容量、电压稳定性以及寿命等方面还存在一些问题，与国外先进企业之间还存在一定差距。压敏电阻低压化的途径主要有:(I)减小ZnO压敏陶瓷片的厚度；(2)増大ZnO平均晶粒尺寸。前者主要通过压膜成型或将陶瓷薄膜化来实现，但压膜成型很难制出很薄的瓷片，而薄膜化所需的设备价格昂贵，且エ艺控制过程较复杂。后者主要通过提高烧结温度、籽晶法、掺入晶粒助长剂等方法实现。籽晶法由于籽晶的制备及筛选耗时长，エ艺复杂，材料的均匀性差，很难实现产业化生产。掺入晶粒助长剂是目前低压化最简单最有效的方法，常用的晶粒助长剂为TiO2,它能有效促进晶粒生长降低电位梯度，但在高温下TiO2容易与ZnO反应生成Zn2TiO4相，分布在ZnO晶粒的交界处，不随ZnO界面移动，抑制晶粒的生长，不利于压敏电阻的低压化。此外，随着社会的发展，国内外对电子产品的环保要求越来越高，欧盟立法制定的ー项强制性标准，即《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》，标准的目的在于消除电机电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚共6项物质，而目前大都是低压产品都是含有铅、铬元素，如专利号是200810058400.2，名称是层状结构低压ZnO压敏电阻器制造方法的专利技术专利申请，其制造压敏电阻器的材料中就含有铅及铬等有害成分，从而严重限制了产品的出口和推广应用。因此，制备ー种不含有害成分的电阻器，对于提高国际市场的市场占有率，是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供ー种无铬无铅低压压敏电阻。该压敏电阻制备エ艺简单，且制备出的压敏电阻具有较低的电位梯度、较好的压敏特性和较高的通流能力和能量吸收能力。克服传统压敏电阻材料中含有有害成分的不足。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:ー种无铬无铅低压压敏电阻，主要由下述摩尔百分比的原料制备而成: (I)原料配方:ZnO: Bi2O3: Co2O3: MnCO3: SiO2: Ni2O3: Bi4Ti3O12: SnO2= (98.17-X): 0.4: (0.6-7):(0.5+7): 0.05: 0.1: (0.1+J): 0.08，其中 0 ≤K ≤2，0 ≤y≤0.1 ; B2O3 的添加量为所有原料质量总和的0.02% ； (2)上述原料的制备方法: 1)将Bi2O3和TiO2按摩尔比2:3混合烘干后在1100°C煅烧并保温2小时预先合成Bi4Ti3O12 前驱体； 2)以蒸馏水为溶剂，将按成分配比称量好的ZnO、Bi2O3'Co2O3、MnCO3、SiO2, Ni2O3'Bi4Ti3O12和SnO2原料混合后，按照主粉体:蒸馏水:氧化锆球的质量比为1:0.8:3.5向主粉体中加入蒸馏水和氧化锆球，同时加入质量百分比为2%的分散剂，在球磨机中以100 r/min的速率球磨4~6h，取出后在120°C~140°C下烘干，加入质量分数为20%，浓度为5%的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行造粒，造粒后以100目的筛网过筛，过筛后压制成小圆片，于60(T70(TC排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在1110°C~1170°C下烧结4h，将烧结后的陶瓷片进行双面被银，在560-600°C条件烧银后得到银片，将银片在25(T260°C条件下焊接，用环氧树脂包封后在150°C条件下固化得到压敏电阻。所述分散剂指的是HDA-698系列的铵盐类阳离子表面活性剤。本专利技术的有益效果是:采用Bi4Ti3O12代替TiO2掺杂，能够有效减小高温下TiO2与ZnO反应生成Zn2TiO4相对晶粒生长的抑制作用，获得具有更低电位梯度的低压压敏电阻，同时保持较好的压敏性能和较高的通流能力和能量吸收能力；开发的高性能无铬无铅的低压压敏电阻，不含任何铬、铅元素，绿色环保。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进ー步描述。实施例1:1)将Bi2O3和TiO2按摩尔比2:3混合烘干后在1100°C下保温2小时预先合成Bi4Ti3O12前驱体。2)将纯度为 99% 以上的原料 Zn0、Bi203、Co203、MnC03、Si02、Ni203、Sn02 以及步骤 I)中的 Bi4Ti3O12 按摩尔百分比 98.17: 0.4: 0.6: 0.5: 0.05: 0.1: 0.08: 0.1 称量好，B2O3的添加量为所有原料质量总和的0.02%，上述原料混合得到主粉体备用。3)将配制好的主粉体混合均匀，按照主粉体:蒸馏水:氧化锆球的质量比为1:0.8:3.5向主粉体中加入蒸馏水和氧化锆球，同时加入质量百分比为2%的分散剂，在球磨机中以100 r/min的速率球磨4h，磨细后在120°C条件下快速烘干。4)将烘干的粉料磨细过100目筛网后加入质量分数为20%，浓度为5%的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行造粒，造粒后以100目筛网的过筛得到粒度均匀的粉料。5)将造粒过筛后的粉料压制成直径为11.8mm,厚度为2.3mm的圆片，并于600°C排胶，随炉冷却后得到素坯体，将素坯体在1110°C下烧结4小时即得到压敏陶瓷片。6)将压敏陶瓷片两面被银电极并在560°C条件下烧银后得到银片，将银片在25(T260°C下焊接，用环氧树脂包封后在150°C下固化得到压敏电阻。7)采用压敏电阻直流测试仪测试压敏电阻的压敏电压、漏电流、非线性系数。该压敏电阻的压敏三參数分别为:e=29.7V/mm, a =30.2，I1 =2.9 u A,电气性能參数见表1。实施例2:I)将Bi2O3和TiO2按摩尔比2:3混合烘干后在1100°C下保温2小时预先合成Bi4Ti3O12前驱体。2)将纯度为 99% 以上的原料 Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无铬无铅低压压敏电阻，其特征在于所述压敏电阻主要由下述摩尔百分比的原料制备而成：（1）原料配方：ZnO:?Bi2O3:?Co2O3:?MnCO3:?SiO2:?Ni2O3:?Bi4Ti3O12:?SnO2=?(98.17?X):?0.4:?(0.6?Y):?(0.5+Y):?0.05:?0.1:?(0.1+X):?0.08，其中0≤X≤2，0≤Y≤0.1；?B2O3的添加量为所有原料质量总和的0.02%；（2）上述原料的制备方法：1）将Bi2O3和TiO2按摩尔比2:3混合烘干后在1100℃煅烧并保温2小时预先合成Bi4Ti3O12前驱体；2）以蒸馏水为溶剂，将按成分配比称量好的ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、SiO2、Ni2O3、Bi4Ti3O12和SnO2原料混合后，按照主粉体：蒸馏水：氧化锆球的质量比为1:0.8:3.5向主粉体中加入蒸馏水和氧化锆球，同时加入质量百分比为2%的分散剂，在球磨机中以100?r/min?的速率球磨4~6h，取出后在120℃~140℃下烘干，加入质量分数为20%，浓度为5%的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行造粒，造粒后以100目的筛网过筛，过筛后压制成小圆片，于600~700℃排胶，随炉冷却后得到瓷料，再将瓷料在1110℃~1170℃下烧结4h，将烧结后的陶瓷片进行双面被银，在560?600℃条件烧银后得到银片，将银片在250~260℃条件下焊接，用环氧树脂包封后在150℃条件下固化得到压敏电阻。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：褚冬进，郭汝丽，常宝成，覃远东，周焕福，方亮，
申请(专利权)人：广西新未来信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：