專利名稱：：氧化鋱的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種氧化鋱的用途。
背景技術(shù)：
：壓敏電阻是上世紀七十年代末發(fā)展起來的一種很有應(yīng)用前景的半導(dǎo)體器件，它具有不遵從歐姆定律的非線性電學(xué)行為，即在轉(zhuǎn)變電壓以下其電阻很大,電流很??；超過轉(zhuǎn)變電壓其電阻急劇減小，電流急劇增大。用于過電壓保護、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪等保護半導(dǎo)體元器件及電路。目前使用的壓敏電阻主要由氧化鋅(ZnO)材料制成，其轉(zhuǎn)變電壓高，通常為180V以上，能量吸收能力較低，約為150-270J/cm3,介電性能低，介電常數(shù)為5001500。而目前的電子電路與早期的由繼電器和真空管組成的電路相比，更容易受到的破壞，因此要求壓敏電阻具有更低的轉(zhuǎn)變電壓，更高的能量吸收能力和介電'〖生能。參見文獻1、EffectofsintertemperatureontheelectricalpropertiesofTiO廠basedcapacitor—visitors,CPLiofs/，Mater.Lett.57,1400,2003;文獻2、Theroleofsi1icainenhancingthenonlinearitycoefficientsbymodifyingthetrapstatesofzincoxideceramicvaristors，TRNKutty"<s/,J-Phys-D:AppLPhys.29,809,1996;文獻3、Improvementofenergy-handlingcapabilityoftheZnOvaristorspreparedbyfractionalprecipitationontheseedmaterials,YPWang"3/,JMaterSci:MaterElectron18，5，495，2007。現(xiàn)有技術(shù)中，氧化鋱主要應(yīng)用在三基色綠色熒光粉、電致發(fā)光材料、高性能磁光光盤、以及f茲致伸縮材料等方面，參見"稀土元素鋱及其應(yīng)用"稀土信息2005年第9期。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種氧化鋱的用途，它是將氧化鋱用作壓敏電阻，該壓敏電阻具有優(yōu)良的介電性能，轉(zhuǎn)變電壓#<,能量吸收能力強。本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種氧化鋱的用途，是將氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)后涂上電極，作為壓壽丈電阻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是較之常用的氧化鋅壓敏電阻，本發(fā)明的氧化鋱壓敏電阻，轉(zhuǎn)變電壓低，介電性能好，能量吸收能力強，適應(yīng)現(xiàn)有電子電路對壓敏電阻的要求。實驗證明其轉(zhuǎn)變電壓可以低至37.0V,介電常數(shù)在5000以上，能量吸收能力在2000J/cmS以上。上述的氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)的具體步驟是在氧化鋱粉末中加入粘結(jié)劑，在100~300MPa的壓力下壓片，在9001200。C空氣中保溫?zé)Y(jié)0.5~3小時，冷卻到室溫。這樣，利用現(xiàn)有的陶瓷燒結(jié)工藝，工藝簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)^莫化的工業(yè)生產(chǎn)。上述的粉末壓片后保溫?zé)Y(jié)的溫度為1050110(TC。在此溫度條件下，燒結(jié)成的氧化鋱非線性電學(xué)行為性能更好。下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1是厚度為1.0隨的幾種不同面積氧化鋱燒結(jié)物的伏安特性曲線圖中曲線a、b、c、d對應(yīng)的氧化鋱燒結(jié)物的面積分別為0.78cm2、0.25cm2、0.09cm2、0,04cm2。圖2是面積為0.78cn^的不同厚度氧化鋱燒結(jié)物的伏安特性曲線圖中曲線a、e、f、g對應(yīng)的氧化一汰燒結(jié)物的厚度分別為1.Omm、0.8mm、0.6mm、0.4mm。圖1、2中，橫坐標(biāo)為電壓(V)，單位為V;縱坐標(biāo)為電流(I),單位為A。具體實施例方式實施例實施例一一種氧化鋱的用途，是將氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)后用于制作壓敏電阻的材料。其氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)的具體步驟是將氧化鋱粉末中加入粘結(jié)劑造粒，在200MPa的壓力下壓片，在1000。C空氣中保溫?zé)Y(jié)2小時，冷卻到室溫。實施例二本實施例與實施例一基本相同，僅僅是制備步驟中的壓片、燒結(jié)條件不同即在300MPa的壓力下壓片，在1100。C空氣中保溫?zé)Y(jié)0.5小時。實施例三本實施例與實施例一基本相同，僅僅是制備步驟中的壓片、燒結(jié)條件不同在100MPa的壓力下壓片，在105(TC空氣中保溫?zé)Y(jié)3小時。實施例四本實施例與實施例一基本相同，僅僅是制備步驟中的壓片、燒結(jié)條件不同在180MPa的壓力下壓片，在90(TC空氣中保溫?zé)Y(jié)1.5小時。實施例五本實施例與實施例一基本相同，僅僅是制備步驟中的壓片、燒結(jié)條件不同在280MPa的壓力下壓片，在1200。C空氣中保溫?zé)Y(jié)1小時。本發(fā)明在實施時，其壓片壓力和燒結(jié)溫度，不局限于上述實施例的具體數(shù)值。只要能夠?qū)⒀趸堫w粒壓緊并燒結(jié)成陶瓷片即可。本發(fā)明使用的氧化鋱原料可以是各種分子式的氧化鋱；但在燒結(jié)后形成的燒結(jié)物，其分子式均為Te407。此外，在制備過程中，所用的粘結(jié)劑可以是聚乙烯醇、聚醋酸乙烯醇、石蠟等各種現(xiàn)有的粘結(jié)劑。只要能將氧化鋱粉末粘結(jié)成顆粒即可。以上方法制得的燒結(jié)物即可作為制作壓敏電阻的材料。將其進行打磨，按壓敏電阻的設(shè)計要求加工成相應(yīng)厚度、面積和形狀后，涂上電極即可制成壓敏電阻。以下的實驗充分證明，用本發(fā)明的材料可制成性能良好的壓敏電阻。利用數(shù)字源表(Keithley2400)對由本發(fā)明材料制得的壓敏電阻測量其伏安特性(V-I)。圖1是厚度為1.Omm的幾種不同面積氧化鋱燒結(jié)物的伏安特性曲線。圖中曲線a、b、c、d對應(yīng)的氧化4式燒結(jié)物的面積分別為0.78cm2、0.25cm2、0.09cm2、0.04cm2。圖2是面積為0.78cm2的不同厚度氧化鋱燒結(jié)物的伏安特性曲線圖中曲線a、e、f、g對應(yīng)的氧化鋱燒結(jié)物的厚度分別為1.Omm、0.8誦、0.6mm、0.4mm。圖1、2示出，所有七個壓敏電阻測試樣品，當(dāng)電流超過10mA時，電流隨著電壓的微量增加而急劇的上升，所以電流為10mA時的電壓值定義為轉(zhuǎn)變電壓(Vb)。壓壽丈電阻的非線性系數(shù)(a)根據(jù)下面的公式進行計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，I,lOmA、I2=100mA，l、V2分別為I。12對應(yīng)的電壓值。能量吸收能力(E)也是壓敏電阻的一個重要參數(shù)，定義為壓敏電阻熱破壞失效以前所吸收能量的總合。能量吸收能力(E)是根據(jù)下面的公式進行計算其中，Vi為測量電壓，Ii為測量電壓Vi所'Jj"應(yīng)電流，At為測量電壓Vi所施加時間。壓敏電阻在低于轉(zhuǎn)換電壓的電容值，可利用交流阻抗分析儀進行測量。相對介電常數(shù)(s》根據(jù)下面的公式計算&=-其中，c是測得的電容值，s。為真空條件下的介電常數(shù)，D為壓敏電阻的厚度，S為壓每文電阻的面積。才艮據(jù)以上的定義和/>式，表1給出了圖1中四個壓敏電阻測試樣品的性能參數(shù)值。隨著面積的減小，非線性系數(shù)明顯的增加，當(dāng)面積S=0.0化1112時，非線性系數(shù)為393.7。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>同樣根據(jù)以上的定義和公式，表2列出了圖2中四個測試四個壓敏電阻測試樣品的性能參數(shù)值。隨著燒結(jié)物厚度的減小，轉(zhuǎn)換電壓明顯的降低，當(dāng)厚度D=0.4mm時，轉(zhuǎn)換電壓為37.OV。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>經(jīng)測試所有樣品b和e的介電常數(shù)sr均可達到5000以上，能量吸收能力(E)均超過2000J/cm3。綜合上述結(jié)果，表3給出了本發(fā)明氧化鋱壓敏電阻與現(xiàn)有的Zn0壓敏電阻主要性能的比較。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3表明，本發(fā)明的氧化鋱壓敏電阻的非線性系數(shù)與ZnO壓敏電阻相當(dāng)，而轉(zhuǎn)變電壓、介電性能、能量吸收能力明顯優(yōu)于現(xiàn)有的ZnO壓每文電阻。因此本發(fā)明的氧化鋱壓敏電阻材料，適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展的需要，具有極其良好的應(yīng)用前景。權(quán)利要求1、一種氧化鋱的用途，是將氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)后用于制作壓敏電阻的材料。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氧化鋱的用途，其特征在于所述的氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)的具體步驟是將氧化鋱粉末中加入粘結(jié)劑造粒，在100~300MPa的壓力下壓片，在900120(TC空氣中保溫?zé)Y(jié)0.5~3小時，冷卻到室溫。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧化鋱的用途，其特征在于所述的氧化鋱粉末壓片后保溫?zé)Y(jié)的溫度為1050U00。C。全文摘要本發(fā)明公開了氧化鋱的一種用途，它是將氧化鋱粉末壓片、燒結(jié)后用于制作壓敏電阻的材料。用其制作的壓敏電阻的轉(zhuǎn)變電壓低，能量吸收能力強，介電性能好。文檔編號B22F3/12GK101114539SQ20071004980公開日2008年1月30日申請日期2007年8月21日優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日發(fā)明者李統(tǒng)業(yè),豫王,亮董,勇趙,娜郭申請人:西南交通大學(xué)