[发明专利]纳米TiO2在制备ZnO压敏电阻中的应用

说明书

本发明涉及一种纳米(nm)材料的应用，具体地说是纳米TiO₂在制备ZnO压敏电阻中的应用。

氧化锌(ZnO)压敏电阻所掺杂的添加剂通常为微米(μm)级金属氧化物粉料。实验证明，若能用纳米级粉料来替代，将会提高和改善ZnO压敏电阻的各项性能，使其能适应多领域应用的需要。但是掺杂纳米级粉料存在一个难题，这就是很难使其与其他粉料分散均匀。

本发明所提供的方法，旨在解决ZnO压敏电阻加工中掺杂纳米粉料分散不均匀的难题。

本发明利用分散剂可破坏纳米颗粒界面张力的原理，将纳米二氧化钛(TiO₂)先分散在分散剂中，然后再同其他粉料混合，采用电子陶瓷工艺加工成ZnO压敏电阻。

分散剂就是表面活性剂。鉴于分散剂在压敏电阻最终成型前要脱去，所以选择非离子型表而活性剂为好，如氧化胺类、多元醇酯类、烷基醇酰胺类、聚丙烯酰胺、聚醚类、环氧乙烷加成物类等。上述分散剂基本由碳(C)、氧(H)、氧(O)、氮(N)构成，在高温烧结条件下变成氧化物而挥发。

由于纳米TiO₂粉粒粒径小，比表面积大，活性高，纳米TiO₂粉粒可以填充到ZnO颗粒之间的气孔内和晶界区，改善了ZnO粉体的堆积密度。与微米TiO₂掺杂相比较，ZnO压敏电阻的各项性能均有所提高，如表1所示。

                   表1  纳米与微米TiO₂掺杂压敏电阻性能比较

  序  号  掺杂  类型 掺杂量 (mol％)  烧成  温度  (℃)  压敏  电压 (V_1mA)  压敏  电压(V_10mA)非线性系  数  (α) 漏电流 (μA)  电压  梯度 (V/mm)  1  2 nmTiO₂ μmTiO₂    1    1  1260  1260  178  259  190  277  35.3  34.3  0.4  2.5  68.5  92.5