[发明专利]一种氧化锌压敏电阻器介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及压敏电阻材料，具体涉及一种氧化锌压敏电阻器介质材料及其制备方法。

背景技术

氧化锌压敏电阻材料可用于制造高性能氧化锌压敏电阻片，该电阻片可用于制造避雷器或者压敏电阻器，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投切引起线路异常过电压，氧化锌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，保护电力电子设备免遭破坏。

目前，市场上的氧化锌压敏电阻器介质中，主要成分氧化锌所占重量比例为87－93％，其它成分(即添加剂)总共所占重量比例为7－13％。众所周知，氧化锌是氧化锌压敏电阻器介质的基础材料，呈白色粉未状，晶体结构为六方晶系，铅锌矿型，晶格常数密度为5.61g·cm^-3，熔点为1975℃，常压下1720℃易升华；而氧化锌压敏电阻器介质中其它成分的熔点大多低于氧化锌(除氧化铬2266℃)，最基本的三元系配方中的Sb₂O₃熔点为656℃，Bi₂O₃熔点为825℃。目前行业中氧化锌压敏电阻器瓷介材料主要为九元系配方，氧化锌压敏电阻器芯片烧结一般在高温1250－1300℃、保温2.5小时左右(总时间15小时左右)的条件下烧成，能耗较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化锌压敏电阻器介质材料及其制备方法，这种氧化锌压敏电阻器介质材料脉冲冲击耐受能力良好，且可采用中低温烧结，能耗较低。采用的技术方案如下：

一种氧化锌压敏电阻器介质材料，其特征在于按摩尔份数计，其组成为：主成分ZnO100份，添加剂成分Sb₂O₃0.05－1.3份、Co₂O₃0.05－1.3份、Bi₂O₃0.05－1.3份、MnO₂0.05－1.3份、Cr₂O₃0.05－1.3份、SnO₂0.05－1.3份、SiO₂0.05－1.3份、Ni₂O₃0.05－1.3份、硼酸0.05－0.6份、AgNO₃0.05－0.6份、Sm₂O₃0.05－0.6份。

上述Co₂O₃通常以Co₃O₄，或者钴元素的碳酸盐或有机盐引入。

上述MnO₂通常以MnO₂、Mn₃O₄或MnCO₃引入。

上述氧化锌压敏电阻器介质材料中，ZnO是压敏电阻器的基础材料，白色粉未，晶体结构为六方晶系，铅锌矿形，晶格常数密度5.61g/cm³，熔点1975℃，氧化锌压敏电阻器介质材料的烧结过程中伴随有固相/液相等反应。通过加入SnO₂，在烧结过程中SnO₂可以降低Bi₂O₃的相变温度，低熔点的SnO₂使烧结液相在更低温度下形成，使反应物更加充分降低烧结温度。SiO₂在玻璃中的熔点为850－900℃，在烧结过程中SiO₂与Bi₂O₃、硼酸、AgNO₃反应产生液相玻璃，不仅降低了烧结温度，提高结构致密化程度，同时也提升了产品的脉冲耐受能力。Sm₂O₃掺杂加快了氧化锌压敏电阻器介质材料的液相烧结，降低烧结温度，并且促使介质材料致密化，同时也提升了产品的脉冲能力。

本发明还提供上述氧化锌压敏电阻器介质材料的一种制备方法，其特征在于包括下列步骤：