[发明专利]TiO2基压敏电阻材料的制备方法

说明书

本发明公开了TiO₂基压敏电阻材料的制备方法，通过对传统ZnO压敏电阻材料的组分进行优化，加入TiO₂，较大程度的提高了电阻材料的抗电压限制性能和温度系数，同时材料的耐老化能力也得到了较大程度的提高。通过本发明所述的TiO₂基压敏电阻材料的制备方法获得的电阻材料在基于微电机消噪用的环形压敏电阻器方面有均对的应用优势。

技术领域

本发明涉及电阻材料这一技术领域，特别涉及到TiO₂基压敏电阻材料的制备方法。

背景技术

压敏电阻的陶瓷材料达到一定的温度或者是在特定的电压幅度就会有安特性这种非线性的伏特,它的电阻会根据相应电压的增加而相应减小的一种半导体瓷质材料。一般这种电阻类的器物——抗压敏电阻器的应用范围非常的广,有电压保护的作用,可以运用到各种形式的避雷设备中,对于电压的稳定性要求不高。这种抗压敏的电阻在保护各种设备的时候有着非常重要的作用,在各个行业内都有运用,比如:航空、铁路、汽车和各种家用电器领域内获得广泛应用,国内外众多的学者中也对抗压敏器材中的陶瓷材料进行了深入而又广泛研究。现在大量使用的“氧化锌”(ZnO)压敏电阻器，它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“II～VI族氧化物半导体”。 随着科技的发展,对压敏电阻材料的研究还有待进一步加深。压敏电阻的低压化、片式化是目前应用的主要趋势。在我们国家压敏电阻器的生产应用已经形成规模产业,但是由于型号比较单一,经常从国外大量引进,国内的个别厂家会尝试试发新产品,但是仍然单一重复,和外国的比较还是有一定差距,其中主要的缺陷是流通电流容量低,能量的耐容量比较小,老化的效率高等,应该朝着这样几个方向努力:(1)陶瓷粉质的体制技术研究。(2)基础的体制和配备研究。(3)超低压双向功能的研究。(4)MNLL的工艺式化片研究和多层角度方向研究。这种材料不仅能够满足响应快的要求,还可以提高抗电压限制性能、温度系数更低,能够允许更大电流流通。基于微电机消噪用的环形压敏电阻器既要求压敏电压较低，又要具有电容功能。TiO₂ 系压敏陶瓷是制备这种复合功能器件的常用材料。而TiO₂ 系电容-压敏双功能陶瓷，由于其制备工艺相对简单，成本低，且可实现低压化等优点，近些年也备受人们关注，逐渐成为制备低压压敏电阻器的备选材料之一。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种TiO₂基压敏电阻材料的制备方法，本发明在优化生产工艺的基础上通过对传统ZnO压敏电阻材料的组分进行优化，加入TiO₂，较大程度的提高了电阻材料的抗电压限制性能和温度系数，同时材料的耐老化能力也得到了较大程度的提高。TiO₂ 压敏电阻的压敏电压、非线性系数及极间电容与材料性能密切相关，可以根据所需元件的几何尺寸及电性能参数，通过材料参数与元件性能参数之间的函数关系对元件性能进行优化设计。TiO₂ 压敏电阻元件的电性能与其几何尺寸有关，在陶瓷材料的微观结构及每个晶界的击穿电压一定的情况下，电极间距离增大时，导电通路上串连的晶界数目增多，从而使压敏电压增大。

技术方案：为了实现上述目的，本发明公开了TiO₂基压敏电阻材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将Ti₂O 5-8份、Bi₂O₃ 20-25份、B₂O₃ 14-18份、Fe₂O₃ 7-10份、ZnO₃ 5-10份、Al₂O₃ 2-6份、Cr₂O₃ 1-4份、NiO 1-3份、AlN 1-2份、SiO₂10-15份、乙基纤维素20-30份，置于球磨罐中，然后加入分散介质，进行球磨，烘干得到粉末混合物；