[发明专利]氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料及制备方法

权利要求书

1.一种氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料，薄膜的厚度1μm-3μm，其特征在于：所述薄膜材料按摩尔百分比包括下述组分：ZnO95%～98%为主体材料，Bi₂O₃、Sb₂O₃、Co₂O₃、Cr₂O₃和MnO₂为压敏功能添加剂，各为0.1%～1.0%，所述薄膜材料的压敏电压为2.03～4.84V，非线性系数为15.42～19.67，漏电流密度为0.24～0.83μA/mm²。

2.如权利要求1所述的的一种氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料的制备方法，其特征在于：

1）利用传统烧结法制备氧化锌基陶瓷靶材：

按照如下摩尔百分比组分进行配料，ZnO95%～98%为主体材料，Bi₂O₃、Sb₂O₃、Co₂O₃、Cr₂O₃和MnO₂为压敏功能添加剂，各为0.1%～1.0%；球磨后干燥，造粒后压制成素坯，烧结成溅射靶材；

2）利用磁控溅射法制备氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料：

衬底材料选用单面抛光的Si（111）基片，清洗后，密封好待用；将清洗好的基片放入喷金设备中，抽真空后在Si（111）基片的抛光面喷涂5～10min，制备底电极；实验采用的溅

射方式为射频磁控溅射，溅射气体为高纯度氩气，氩气流量为30sccm，镀膜室本底真空度达到10^-5Pa，工作气压为1.5～3.5Pa，靶-基间距为90mm，将Si（111）基片的喷涂面朝上作为衬底夹持在托盘上，衬底不加热，溅射时间为0.5～2h，溅射功率为200～300W，退火温度为800℃～900℃，退火时间为0.5～2h，将退火后的薄膜用铝箔掩盖，放入喷金设备中，抽真空后喷涂5～10min，制备顶电极，即得氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料。

3.如权利要求2所述的的一种氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料的制备方法，其特征在于：顶电极的喷金面积约在10mm²。

4.如权利要求2所述的的一种氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料的制备方法，其特征在于：采用玛瑙球、不锈钢罐，无水乙醇为球磨介质，玛瑙球：配料粉：无水乙醇的质量比为2.5：1：1，在行星式高能球磨机中湿磨4～7h，转速为200～300rpm；球磨好的浆料在70 ℃保温24 h成干粉；干粉中添加质量分数为2%的PVA水溶液后，用60～80MPa压力压制，使粉料成坯；将坯体放入硅钼棒高温电炉中，先以5℃/min的速率从室温升至500℃～600℃，空气气氛中保温120min，后以5℃/min的速率升至烧结温度850℃～950℃，空气气氛中保温120min，随炉冷却至室温，即得溅射靶材。

5.如权利要求2所述的的一种氧化锌基低压压敏陶瓷薄膜材料的制备方法，其特征在于：Si（111）基片的清洗步骤如下：基片放入去离子水中，超声清洗5～10min，两次；在丙酮中超声清洗5～10min，两次；在无水乙醇中超声清洗5～10min，两次；将清洗干净的衬底放入盛有无水乙醇的烧杯中，密封好待用。