本發(fā)明屬于材料科學領(lǐng)域，特別涉及一種高壓電阻及其制備方法。
背景技術(shù)：
zno壓敏電阻相比sic等其它壓敏材料來說，由于其具有優(yōu)良的非線性系數(shù)、良好的浪涌吸收能力以及良好的溫度系數(shù)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著電子、電力工業(yè)的發(fā)展，對電力設(shè)備的可靠性、經(jīng)濟性以及小型化等諸多方面的要求越來越高。高壓壓敏電阻的電壓梯度比普通壓敏電阻的高很多，可以實現(xiàn)相同電壓下減小壓敏電阻重量，減小體積和占地面積，實現(xiàn)輕量化、小型化。目前，避雷器所用壓敏電阻不能滿足避雷器小型化的性能要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高壓電阻及其制備方法，將稀土氧化物和復(fù)合添加劑在高能球磨下預(yù)合制備高壓壓敏電阻，具有制備工藝簡單、成本低，易于規(guī)?；a(chǎn)的特點，且制備的材料具有高電壓梯度、高非線性以及低漏電流優(yōu)良的綜合性能。
為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種高壓壓敏電阻，其原料組成重量百分比為：zno占原料總重量的75-94％、bi2o3占3-13％、mnco3占0.5-2％、co2o3占0.5-2％、cr2o3占1-4％、sio2占0.5-2％、r2o3占0.1-10％，其中r2o3為pr6o11，dy2o3，y2o3中的一種或幾種的任意比例。
一種高壓壓敏電阻的制備方法，步驟如下：
一、將占原料總重量3-13％的bi2o3、0.5-2％的mnco3、0.5-2％的co2o3、0.5-2％的cr2o3、1-4％的ni2o3、0.5-2％的sio2、0.1-10％的r2o3，其中r2o3為pr6o11，dy2o3，y2o3中的一種或幾種，比例任意，按傳統(tǒng)zno壓敏電阻的制備工藝對以上組分進行細磨至250目，并在700℃下預(yù)燒2小時，得到復(fù)合添加劑；
二、將步驟1中所得煅燒過的復(fù)合添加劑采用不銹鋼球、尼龍罐在行星式高能球磨機上加乙醇進行高能球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，球、粉、乙醇質(zhì)量比為20：1：1，球磨5-9小時后，將漿料按傳統(tǒng)陶瓷材料制備工藝進行除鐵和干燥；
三、將步驟二中所制備的復(fù)合添加劑和300目的zno粉體按重量比進行混合，其中復(fù)合添加劑的用量占總量的6-25％，zno的用量為75-94％，用氧化鋯球為球磨介質(zhì)，加入原料質(zhì)量2％的聚乙烯醇水溶液進行球磨1-2小時制成漿料；
四、將步驟3所制備的漿料按傳統(tǒng)zno壓敏電阻的制備工藝進行噴霧造粒、成型、在1000-1050℃燒結(jié)和被銀電極工藝。
本發(fā)明利用復(fù)合添加劑及添加劑高能球磨預(yù)合成工藝制備的氧化鋅壓敏電阻，具有綜合性能高，電阻范圍大，性能穩(wěn)定，易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。尤其是其電位梯度得到了顯著提高，因而使壓敏電阻的體積小型化，能夠滿足高電壓壓敏電阻的使用要求。
其性能指標為：
電壓梯度：400-700v/mm；
非線性系數(shù)：40-70；
漏電流：≤1μa。
具體實施方式
實施例一
一種高壓壓敏電阻，其原料組成重量百分比為：zno占原料總重量的85.01％、bi2o3占5.95％、mnco3占1.27％、co2o3占1.82％、cr2o3占1.75％、sio2占0.82％、r2o3占3.38％,其中r2o3為pr6o11。
本實施例的制備方法，步驟如下：
一、將占原料總重量5.95％的bi2o3、1.27％的mnco3、1.82％的co2o3、1.75％的cr2o3、0.82％的sio2、3.38％的r2o3,其中r2o3為pr6o11，按傳統(tǒng)zno壓敏電阻的制備工藝對以上組分進行細磨至250目，并在700℃下預(yù)燒2小時，得到復(fù)合添加劑；
二、將步驟1中所得煅燒過的復(fù)合添加劑采用不銹鋼球、尼龍罐在行星式高能球磨機上加乙醇進行高能球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，球、粉、乙醇質(zhì)量比為20：1：1，球磨5小時后，將漿料按傳統(tǒng)陶瓷材料制備工藝進行除鐵和干燥；
三、將步驟二中所制備的復(fù)合添加劑和300目zno粉體按重量比進行混合，其中復(fù)合添加劑的用量占總量的14.99％，zno的用量為85.01％，用氧化鋯球為球磨介質(zhì)，加入原料質(zhì)量2％的聚乙烯醇水溶液進行球磨2小時制成漿料；
四、將步驟3所制備的漿料按傳統(tǒng)zno壓敏電阻的制備工藝進行噴霧造粒、成型、在1000℃燒結(jié)和被銀電極工藝。
本實施例所制的的電阻性能指標為：
電壓梯度：550v/mm；
非線性系數(shù)：60；
漏電流：0.8μa。
實施例二
本實施例的制備方法，步驟如下：
一、將占原料總重量5.7％的bi2o3、1.22％的mnco3、1.75％的co2o3、1.67％的cr2o3、0.79％的sio2、7.52％的r2o3，其中r2o3為pr6o11和y2o3，各占3.76％，按傳統(tǒng)zno壓敏電阻的制備工藝對以上組分進行細磨至250目，并在700℃下預(yù)燒2小時，得到復(fù)合添加劑；
二、將步驟1中所得煅燒過的復(fù)合添加劑采用不銹鋼球、尼龍罐在行星式高能球磨機上加乙醇進行高能球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，球、粉、乙醇質(zhì)量比為20：1：1，球磨8小時后，將漿料按傳統(tǒng)陶瓷材料制備工藝進行除鐵和干燥；
三、將步驟二中所制備的復(fù)合添加劑和300目zno粉體按重量比進行混合，其中復(fù)合添加劑的用量占總量的18.61％，zno的用量為81.35％，用氧化鋯球為球磨介質(zhì)，加入原料質(zhì)量2％的聚乙烯醇水溶液進行球磨1.5小時制成漿料；
四、將步驟3所制備的漿料按傳統(tǒng)zno壓敏電阻的制備工藝進行噴霧造粒、成型、在1050℃燒結(jié)和被銀電極工藝。
本實施例所制的的電阻性能指標為：
電壓梯度：600v/mm；
非線性系數(shù)：40；
漏電流：0.5μa。