[发明专利]一种高性能ZnO压敏陶瓷的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高性能ZnO压敏陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：1)取ZnO压敏陶瓷掺杂料原料；2)将ZnO压敏陶瓷掺杂料原料装入球磨罐充分混合球磨，将球磨后得到的浆料放置在干燥箱中烘干，得粉体；3)向粉体加入水，再加入氨水、柠檬酸或草酸中的一种或任意几种的组合物，然后加热进行水热处理，水热处理后的粉末烘干，得ZnO压敏陶瓷掺杂料；4)将步骤3)制得的ZnO压敏陶瓷掺杂料与ZnO粉体混合得ZnO压敏陶瓷原料粉体，将ZnO压敏陶瓷原料粉体采用传统ZnO压敏陶瓷的处理工艺处理，得高性能ZnO压敏陶瓷。本发明具有制得的ZnO压敏陶瓷性能好，原料用量少，成本低，污染小，工艺更加简单，工艺稳定性好的特点。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷掺杂料的处理方法，特别是一种高性能ZnO压敏陶瓷的制备工艺。

背景技术

压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化有一显著的非线性变化的半导体陶瓷，具有非线性伏安特性，在某一临界电压下，压敏电阻陶瓷电阻值非常高，几乎没有电流，但当超过这一临界电压时，电阻将急剧变化，并有电流通过，随电压的少许增加，电流会很快增大。

ZnO压敏陶瓷，其主要原料氧化锌占90％左右，其粒度大致在0.5微米，而掺杂料包括氧化铋、氧化钴、氧化锰、氧化镍等，占10％左右，粒度大致在几～几十微米。如何将少量加入的大颗粒掺杂料均匀分散到陶瓷中，是提高压敏陶瓷性能的关键因素。

现目前，在ZnO压敏陶瓷的实际生产过程中，通常是将原料采用球磨法来处理，但球磨的方法仅仅能将原料球磨至1微米左右，虽然满足了大多数应用的要求，但是在一些高端的应用场合下，使用这些原料的陶瓷的性能还达不到客户的要求。最近几年有采用化学共沉淀、溶解-凝胶法、冷冻干燥法等手段来合成超细原料氧化物，从而提升陶瓷的性能。但是，仍然没有得到理想的效果。而水热法是目前针对陶瓷原料处理的一种新的方法，能够进一步提高原料的处理效果。但是，现目前的水热法仍然存在缺陷，主要体现在：1、现目前的水热法必须利用原料的可溶性盐(主要为硝酸盐)为原料，与碱进行反应，最终制得氧化物，但可溶性盐的价格比氧化物的价格昂贵得多，增加了陶瓷的原料成本；2、原料的可溶性盐最终制得的氧化物的量只是可溶性盐的量的一小部分(以氧化钴的可溶性硝酸盐-六水合硝酸钴为例，处理完成后氧化钴为26％，其余74％为硝酸根和结晶水)，因此，制备氧化物时需要大量的可溶性盐和碱进行反应，进一步增加了陶瓷的原料成本，同时，废液中含有大量的酸根，对环境污染较大；3、可溶性盐与碱的反应体系更加复杂，条件更加苛刻，处理过程中的工艺的稳定性较难把握。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高性能ZnO压敏陶瓷的制备工艺。本发明具有制得的ZnO压敏陶瓷性能好，原料用量少，成本低，污染小，工艺更加简单，工艺稳定性好的特点。

本发明的技术方案：一种高性能ZnO压敏陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：

1)取Bi₂O₃、Sb₂O₃、Co₃O₄、Mn₃O₄、NiO和Cr₂O₃进行混合，得ZnO压敏陶瓷掺杂料原料；

2)将ZnO压敏陶瓷掺杂料原料装入球磨罐，加入酒精后将掺杂料原料充分混合球磨，将球磨后得到的浆料放置在干燥箱中烘干，得粉体；

3)向粉体加入水，再加入氨水、柠檬酸或草酸中的一种或任意几种的组合物，然后加热进行水热处理，水热处理后的粉末在干燥箱中烘干，得ZnO压敏陶瓷掺杂料；

4)将步骤3)制得的ZnO压敏陶瓷掺杂料与ZnO粉体混合得ZnO压敏陶瓷原料粉体，将ZnO压敏陶瓷原料粉体采用传统ZnO压敏陶瓷的处理工艺处理，得高性能ZnO压敏陶瓷。

前述的高性能ZnO压敏陶瓷的制备工艺，步骤2)中，所述浆料是在60-120℃的干燥箱中烘干。