一種壓敏陶瓷薄膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓敏陶瓷材料及其制備方法，屬于陶瓷加工【技術(shù)領(lǐng)域】，其中各組分的重量份為ZnO60～90份、Bi2O31～10份、Sb2O30～5份、MnO20.2~1.5份、Pr6O115~10份，其制備方法是將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的75～80％的純水，球磨至粒徑至0.5~1.0μm，然后將所得混合溶液加熱至85～100℃，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在200~300℃煅燒6~10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品；該陶瓷薄膜具有良好的壓敏特性，制備工藝簡單，適于在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】 一種壓敏陶瓷薄膜及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷薄膜及其制備方法，具體涉及一種壓敏陶瓷材料及其制備方法，屬于陶瓷加工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]壓敏陶瓷材料是指在某一特定電壓范圍內(nèi)具有非線性歐姆(V-1)特性、其電阻值隨電壓的增加而急劇減小的一種半導(dǎo)體陶瓷材料。根據(jù)這種非線性V-1特性，可以用這種半導(dǎo)體陶瓷材料制成非線性電阻元件，即壓敏電阻器。壓敏電阻器的應(yīng)用很廣，可以用于抑制電壓浪涌、過電壓保護。由于壓敏電阻器在保護電力設(shè)備安全、保障電子儀器正常穩(wěn)定工作方面有重要作用，且由于其造價低廉，制作方便，因此在航天、航空、國防、電力、通訊、交通和家用電器等許多領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。
[0003]按照外形和結(jié)構(gòu)的特征，壓敏電阻器可分為:單層結(jié)構(gòu)壓敏電阻器、多層結(jié)構(gòu)壓敏電阻器(multilayer varistor, MLV)和避雷器用壓敏電阻片(亦稱閥片)。根據(jù)其工作電壓，壓敏電阻器也可分為低壓壓敏電阻器和高壓避雷器閥片。
[0004]目前商品化的壓敏電阻器來自Zn0、Ti0、SrT1等不同體系的壓敏陶瓷系列。其中性能優(yōu)異，應(yīng)用最廣的當屬從20世紀60年代末發(fā)展起來的ZnO壓敏電阻。ZnO壓敏電阻器一般是由ZnO粉料按照配方要求，添加有B1、Sb、Mn、Co、Cr等金屬氧化物，通過常規(guī)電子陶瓷制備工藝經(jīng)高溫燒結(jié)而成。晶相結(jié)構(gòu)為固溶有Mn、Co的ZnO主晶相，富Bi晶間相和小顆粒狀的尖晶石相。ZnO壓敏電阻具有優(yōu)秀的非線性歐姆特性、通流能量以及老化特性。
[0005]ZnO壓敏陶瓷是一類電阻隨加于其上的電壓而靈敏變化的電阻器，其工作原理基于所用壓敏電阻材料特殊的非線性伏安特性。由ZnO半導(dǎo)體陶瓷制成的壓敏電阻器由于其造價低廉、制造方便、非線性系數(shù)大、響應(yīng)時間快、殘壓低、電壓溫度系數(shù)小、泄漏電流小等獨特性能，能起到過壓保護、抗雷擊、抑制瞬間脈沖的作用，而廣泛應(yīng)用于電力(交、直流輸配電)、交通、通訊、工業(yè)保護、電子、軍事等領(lǐng)域。隨著電力的發(fā)展和電網(wǎng)的改造，電子信息、家電行業(yè)的發(fā)展，對壓敏電阻器的需求量越來越大，對性能的要求將越來越高，特別是軍事裝備的現(xiàn)代化、信息化、對壓敏電阻器的性能提出了更高的要求。
[0006]CN201110107605.7公開了氧化鋅基低壓壓敏陶瓷薄膜材料及制備方法，該專利利用配料球磨后干燥，造粒后壓制成素坯，燒結(jié)成濺射靶材；再利用磁控濺射法制備氧化鋅基低壓壓敏陶瓷薄膜材料，雖然得到的陶瓷薄膜性能較優(yōu)，但是對設(shè)備的要求較高，從而導(dǎo)致該專利在工業(yè)上的應(yīng)用存在一次性投資高、產(chǎn)品成本難以降低等問題；本發(fā)明從節(jié)約成本的角度出發(fā)，以Zn0、Bi203等為原料，開發(fā)出一種工藝簡單、成本低廉、性能優(yōu)良的陶瓷薄膜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種壓敏陶瓷薄膜，該陶瓷薄膜具有良好的壓敏特性，制備工藝簡單，適于在工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種壓敏陶瓷薄膜，由下列重量份的組分組成:
ZnO 60 ?90 份、Bi2O3 I ?10 份、Sb2O3 O ?5 份、MnO2 0.2?1.5 份、Pr6O11 5?10 份；
ZnO 60 ?70 份、Bi2O3 I ?5 份、Sb2O3 O ?3 份、MnO2 0.8?1.5 份、Pr6O11 7?10 份；
ZnO 80 ?90 份、Bi2O3 5 ?10 份、Sb2O3 O ?3 份、MnO2 0.8?1.5 份、Pr6O11 7?10 份；
ZnO 70 ?80 份、Bi2O3 5 ?10 份、Sb2O3 3 ?5 份、MnO2 0.2?0.8 份、Pr6O11 7?10 份；
ZnO 65 ?85 份、Bi2O3 5 ?10 份、Sb2O3 3 ?5 份、MnO2 0.2?0.8 份、Pr60n5?7 份；
ZnO 60 份、Bi2O3 5 份、Sb2033 份、MnO2 1.5 份、Pr6O11 10 份；
ZnO 85 份、Bi2O3 10 份、Sb2O3 5 份、MnO2 0.2 份、Pr60n7 份。
[0009]本發(fā)明的另外一個目的是提供一種壓敏陶瓷薄膜的制備方法，包括如下步驟: 將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的75?
80%的純水，球磨至粒徑至0.5^1.0ym,然后將所得混合溶液加熱至85?100°C，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在20(T30(TC煅燒6?10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
[0010]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
本發(fā)明工藝簡單、成本低廉；制備出來的壓敏陶瓷薄膜壓敏性能優(yōu)異，漏電流密度低，非線性密度高，能用于集成電路中抑制瞬間高壓、吸收浪涌電能。

【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0012]實施例1
一種壓敏陶瓷薄膜，由下列重量份的組分組成:
ZnO 60 份、Bi2O3 5 份、Sb2033 份、MnO2 1.5 份、Pr6O11 10 份。
[0013]其制備方法，包括以下步驟:
將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的80%的純水，球磨至粒徑至1.0 μ m，然后將所得混合溶液加熱至10(TC，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在300°C煅燒10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
[0014]實施例2
一種壓敏陶瓷薄膜，由下列重量份的組分組成:
ZnO 85 份、Bi2O3 10 份、Sb2O3 5 份、MnO2 0.2 份、Pr60n7 份。
[0015]其制備方法，包括以下步驟:
將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的80%的純水，球磨至粒徑至0.5 μ m，然后將所得混合溶液加熱至100°C，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在300°C煅燒10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
[0016]實施例3
一種壓敏陶瓷薄膜，由下列重量份的組分組成:
ZnO 70 份、Bi2O3 10 份、Sb2O3 3 份、MnO2 O 0.8 份、Pr6O11 7 份。
[0017]其制備方法，包括以下步驟:
將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的80%的純水，球磨至粒徑至0.5 μ m，然后將所得混合溶液加熱至85°C，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在300°C煅燒10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
[0018]實施例4
一種壓敏陶瓷薄膜，由下列重量份的組分組成:
ZnO 90 份、Bi2O31 份、Sb2O3 3 份、MnO2 0.8 份、Pr6O111 份。
[0019]其制備方法，包括以下步驟:
將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的80%的純水，球磨至粒徑至0.5 μ m，然后將所得混合溶液加熱至85°C，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在200°C煅燒10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
[0020]實施例5
一種壓敏陶瓷薄膜，由下列重量份的組分組成:
ZnO 90 份、Bi2O3 I 份、MnO2 1.5 份、Pr6O11 5 份。
[0021]其制備方法，包括以下步驟:
將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的80%的純水，球磨至粒徑至0.5 μ m，然后將所得混合溶液加熱至85°C，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在200°C煅燒6h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成: ZnO 60 ?90 份、Bi2O3 I ?10 份、Sb2O3 O ?5 份、MnO2 0.2?1.5 份、Pr6O11 5?10 份。
2.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成: ZnO 60 ?70 份、Bi2O3 I ?5 份、Sb2O3 O ?3 份、MnO2 0.8?1.5 份、Pr6O11 7?10 份。
3.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成: ZnO 80 ?90 份、Bi2O3 5 ?10 份、Sb2O3 O ?3 份、MnO2 0.8?1.5 份、Pr6O11 7?10 份。
4.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成: ZnO 70 ?80 份、Bi2O3 5 ?10 份、Sb2O3 3 ?5 份、MnO2 0.2?0.8 份、Pr6O11 7?10 份。
5.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成: ZnO 65 ?85 份、Bi2O3 5 ?10 份、Sb2O3 3 ?5 份、MnO2 0.2?0.8 份、Pr60n5?7 份。
6.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成:
ZnO 60 份、Bi2O3 5 份、Sb2033 份、MnO2 1.5 份、Pr6O11 10 份。
7.一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:由下列重量份的組分組成:
ZnO 85 份、Bi2O3 10 份、Sb2O3 5 份、MnO2 0.2 份、Pr60n7 份。
8.根據(jù)權(quán)利要求f7所述的一種壓敏陶瓷薄膜，其特征在于:所述的ZnO采用含量為95%以上的ZnO。
9.一種壓敏陶瓷薄膜的制備方法，包括如下步驟: 將按上述物質(zhì)按比例倒入攪拌球磨機中，并加入重量為所述添加劑總重量的75?80%的純水，球磨至粒徑至0.5?1.0ym,然后將所得混合溶液加熱至85?100°C，持續(xù)保溫和攪拌使溶劑蒸發(fā)至黏稠糊狀物，將糊狀物利用噴霧干燥技術(shù)噴射在合金襯底材料，在20(T30(TC煅燒6?10h，脫模后得到壓敏陶瓷薄膜產(chǎn)品。
【文檔編號】C04B35/622GK104230327SQ201410448666
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】李志堅 申請人:佛山市新戰(zhàn)略知識產(chǎn)權(quán)文化有限公司