；
[0050]在1250°C保溫3小時(shí)；
[0051]自然降溫。
[0052]對按以上工藝制備得到的ZnO壓敏電阻樣品進(jìn)行了各項(xiàng)性能測試。其泄漏電流得到抑制，均值0.98yA/cm2，非線性系數(shù)均值83，壓敏電壓梯度均值490V/mm，殘壓比均值1.46ο
[0053]實(shí)施例二:
[0054]I)原料配制
[0055]該低殘壓ZnO壓敏電阻陶瓷材料按以下比例ZnO(95.8moI % )、Bi203 (0.5moI % )、Sb2O3 (0.5mol%)、Mn02 (0.5mo I % )、Cr2O3 (0.5mo I % )、C02O3 (0.5mo I % )、S i O2 (Imo I % )、Ag2O(0.1mol%)、In(N03)3(0.1mol%)和 Y203(0.5mol%)配制初始原料。
[0056]2)制備輔助添加漿料
[0057]將Bi2〇3(0.5mo I % )、Sb2O3 (0.5mo I % )、MnO2 (0.5mo I % )、Cr2O3 (0.5mo I % )、C02O3(0.5mOl%)、Si02(lmOl%)放入臥式砂磨機(jī)中，加入粉料重量2倍的去離子水，砂磨2個(gè)小時(shí)。
[0058]3)將輔助添加漿料和ZnO混合
[0059]在砂磨后的輔助添加漿料中加入95.8%mol的ZnO，添加粉料重量I倍的去離子水，將所有混合原料混合砂磨2個(gè)小時(shí)，至分散均勻?yàn)橹埂?br>[0060]4)添加銀、銦和釔離子
[0061]在混合均勻的ZnO漿料中，添加Ag20(0.lmol% )、Ιη(Ν03)3(0.Imol^WPY2O3(0.5mol% )，繼續(xù)砂磨I小時(shí)。
[0062]5)成型
[0063]將上一步中得到的粉料進(jìn)行噴霧干燥、含水后，使用液壓壓片機(jī)以及直徑50mm的圓柱形模具，將顆粒料壓片成型，成型壓力為150MPa，保壓時(shí)間3分鐘。
[0064]6)燒結(jié)
[0065]用高溫電爐在封閉氣氛中燒結(jié)坯體，具體溫度和控制時(shí)間如下:
[0066]從室溫至400°C，升溫時(shí)間2小時(shí)；
[0067]在400°C保溫排膠4小時(shí)；
[0068]從400cC至900cC，升溫時(shí)間3小時(shí)；
[0069]從900°C至1250°C，升溫時(shí)間3小時(shí)；
[0070]在1240 °C保溫4小時(shí)；
[0071]自然降溫。
[0072]對按以上工藝制備得到的ZnO壓敏電阻樣品進(jìn)行了各項(xiàng)性能測試。其泄漏電流得到抑制，均值0.87yA/cm2，非線性系數(shù)均值82，壓敏電壓梯度均值475V/mm，殘壓比均值1.51ο
[0073]實(shí)施例三:
[0074]I)原料配制
[0075]該低殘壓ZnO壓敏電阻陶瓷材料按以下比例Zn0(87.5mol%)、Bi203(2mol%)、Sb2〇3( 1.5mol % )、Μη〇2( Imol % )、Cr2〇3( Imol % )、Co203( 1.5mol % )、Si02(2mol % )、Ag2〇(lmol%)、In(N03)3(lmol%)和 Y(N03)3(1.5mol%)配制初始原料。
[0076]2)制備砂磨輔助添加料
[0077])ltBi203 ( 2mol %) ^Sb203 ( 1.5mol%) ^Mn02( Imol %)^Cr203 ( Imol %) ^Co2O3(1.5moI % )和S12(2moI % )放入臥式砂磨機(jī)中，加入粉料重量2倍的去離子水，砂磨2個(gè)小時(shí)。
[0078]3)將輔助添加漿料和ZnO混合
[0079]在砂磨后的輔助添加漿料中加入87.5%mol的ZnO，添加粉料重量1.5倍的去離子水，將所有混合原料混合砂磨I個(gè)小時(shí)，至分散均勻?yàn)橹埂?br>[0080]4)添加銀、銦和釔離子
[0081]在混合均勻的ZnO漿料中，添加Ag2OUmol% )、In(N03)3( lmol % WPY(NO3)3(1.5mol%)，繼續(xù)砂磨I小時(shí)。
[0082]5)成型
[0083]將上一步中得到的粉料進(jìn)行噴霧干燥、含水后，使用液壓壓片機(jī)以及直徑50mm的圓柱形模具，將顆粒料壓片成型，成型壓力為150MPa，保壓時(shí)間3分鐘。
[0084]6)燒結(jié)
[0085]用高溫電爐在封閉氣氛中燒結(jié)坯體，具體溫度和控制時(shí)間如下:
[0086]從室溫至400°C，升溫時(shí)間2小時(shí)；
[0087]在400°C保溫排膠4小時(shí)；
[0088]從400cC至900cC，升溫時(shí)間3小時(shí)；
[0089]從900°C至1250°C，升溫時(shí)間3小時(shí)；
[0090]在1260°C保溫3小時(shí)；
[0091]自然降溫。
[0092]對按以上工藝制備得到的ZnO壓敏電阻樣品進(jìn)行了各項(xiàng)性能測試。其泄漏電流得到抑制，均值0.96yA/cm2，非線性系數(shù)均值88，壓敏電壓梯度均值476V/mm，殘壓比均值1.47ο
[0093]綜上所述，能夠?qū)nO壓敏電阻陶瓷的殘壓比控制在1.5以下，電壓梯度不低于450V/mm，使泄漏電流小于lA/cm2，非線性系數(shù)在80以上，所制備的ZnO壓敏電阻陶瓷，具備梯度高、殘壓低、通流容量大、泄露電流小、老化性能穩(wěn)定的特點(diǎn)
[0094]上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，制備原料包括氧化鋅ZnO、氧化鉍Bi203、三氧化二銻Sb203、二氧化猛Mn02、氧化鉻Cr203、三氧化二鈷Co203、二氧化硅Si02、氧化銀Ag20、硝酸銦In (N03) 3， 所述制備原料還包括硝酸釔Y(N03)3或氧化釔Y203中的一種， 制備步驟包括制備輔助添加漿料、添加ZnO、添加銀離子、添加銦離子、添加釔離子、成型、燒結(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，各制備原料的摩爾比為: Zn0:Bi203:Sb203:Mn02:Cr203:Co203:Si02:Ag20:1n(N03)3:Y(N03)3 = 87.5?95.8:0.5-2.0: 0.5-1.5:0.5-1.0: 0.5-1.0: 0.5-1.5:1.0-2.0: 0.H.0: 0.H.0:1.0-1.5 ο ZnO:Bi203:Sb203:Mn02:Cr203:Co203:Si02:Ag20:1n(N03)3:Y203 = 87.5?95.8:0.5-2.0:0.5-1.5:0.5-1.0:0.5-1.0:0.5-1.5:1.0-2.0:0.1-1.0:0.1-1.0:1.0-1.53.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，制備輔助添加漿料步驟中，成分包括Bi203、Sb203、Mn02、Cr203、Co203、Si02，輔助添加漿料的制備方法為加水砂磨，加水砂磨時(shí)間為l_3h，加水砂磨過程中加入的水為去離子水，所加入去離子水與所述輔助添加漿料的質(zhì)量份數(shù)比為去離子水2份、輔助添加漿料I份，所加入的Bi203、Mn02、Cr203、Co203、Si02的摩爾比為:0.5-2.0:0.5-1.5:0.5-1.0:0.5~1.0:0.5~1.5:1.0~2.004.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述成型步驟為壓片成型，使用液壓壓片機(jī)以及直徑30mm的圓柱形模具，將干燥造粒后的顆粒料壓片成型，成型壓力為150MPa，成型時(shí)間2.5min。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，采用高溫爐進(jìn)行燒結(jié)，采用100?250°C/h的升溫速度，使高溫爐升至400°C，在400°C環(huán)境下保溫排膠4h，從室溫升溫至燒結(jié)溫度1200?1300°C，在燒結(jié)溫度下保溫3?4h，使陶瓷燒結(jié)致密。6.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，添加ZnO過程中，加入的ZnO與輔助添加漿料中Bi203的摩爾比為87.5?95.8:0.5-2.0,添加ZnO后進(jìn)行混合砂磨形成漿料，混合砂磨時(shí)間為l_2h，混合砂磨過程中需加入去離子水，所加入的去離子水與漿料的質(zhì)量份數(shù)比為去離子水I份、漿料0.5份。7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，添加銀離子、銦離子、釔離子步驟中: 加入厶820、111(勵(lì)3)3、￥(勵(lì)3)3與漿料中2110的摩爾比為0.1-1.0:0.1-1.0:87.5?95.8，繼續(xù)砂磨，形成粉料； 加入厶820、111(勵(lì)3)3、￥203與漿料中2110的摩爾比為0.1-1.0:0.1-1.0:0.5?1.5:87.5?95.8，繼續(xù)砂磨，形成粉料。
【專利摘要】一種高電壓梯度、低泄露電流壓敏電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于，制備原料包括氧化鋅ZnO、氧化鉍Bi2O3、三氧化二銻Sb2O3、二氧化錳MnO2、氧化鉻Cr2O3、三氧化二鈷Co2O3、二氧化硅SiO2、氧化銀Ag2O、硝酸銦In(NO3)3。其有益效果是：使得間隙鋅離子的數(shù)量下降，提高了ZnO壓敏電阻陶瓷的老化穩(wěn)定性能，與單純添加Ag離子相比，泄漏電流也得到有效抑制。添加的稀土元素Y在液相燒結(jié)的過程中，有效抑制了ZnO晶粒的生長，促使拐點(diǎn)電壓U1mA得以顯著提高；在V-I特性曲線上，反轉(zhuǎn)區(qū)右移，提高了本配方制備的ZnO壓敏電阻泄放電流的能力。
【IPC分類】C04B35/453
【公開號(hào)】CN105645948
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】何金良, 胡軍, 孟鵬飛, 趙洪峰
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月25日