专利名称：一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化锌压敏电阻的制备方法，尤其涉及一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法。
背景技术：
氧化锌压敏电阻由于其优良的非线性特性和耐浪涌特性，而广泛用于电子线路的过压保护和电力传输线路的浪涌吸收，市场前景非常广阔。
传统的氧化锌压敏电阻的制备，都是采用微米材料，微观结构的均匀性很难得到进一步的改善，从而导致产品的电性能不能得到有效的改善，随着近十多年来迅速发展的纳米技术的深化研究，其制造技术和控制方法日益完善，使得纳米技术在工业生产中得到大规模的采用成为可能，本发明利用纳米技术来制备氧化锌压敏电阻，能很好的解决流程复杂和成本太高的问题，因为当材料粒度达到纳米级的超微颗粒水平时，由于表面效应和体积效应与块体材料有明显的不同，会在电学性能、磁性、光学及热力学性能方面产生许多独特的、优异的性能，这在材料领域已得到深入研究并取得了杰出的成绩。
现有技术中，已有采用单一添加剂成分的纳米化来制备ZnO压敏电阻，比如中国专利99120639.8《纳米TiO2在制备ZnO压敏电阻中的应用》，先将纳米化的TiO2同分散剂均匀混合，然后再加入ZnO压敏电阻中的料方中，采用电子陶瓷工艺，经研磨混合、造粒成型，再经过1260℃烧结，制成纳米掺杂ZnO压敏电阻。该技术在改善压敏电阻的某些性能方面具有一定的效果，但是该技术存在如下的不足一是烧结温度达到1260℃，比较高，这样会增大耗电量，缩短烧结炉的使用寿命，提高了生产成本；二是少部分纳米化材料与大部分微米材料的均匀混合很困难，使得工艺上的难度增大。
现有技术中，还有采用全部主基料的纳米化来制备ZnO压敏电阻的方案，该技术虽然具有全方位的改性效果，从而提高产品的综合电性能，特别是通流能力，但是该工艺存在两个十分致命的缺陷，即流程复杂和成本太高，不宜引进到规模工业生产中。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，特提出一种烧结温度比较低、成本低、工艺比较简单、具有特定工艺的纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法。
为了达到上述技术目的，本发明采取了下述技术方案一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，它是经过如下工序制备而成的(1)制作纳米添加剂把含有多种不同成分的添加材料纳米化；(2)3％-7％重量的主基料氧化锌纳米化；(3)剩余的93％-97％重量的主基料氧化锌采取微米级；(4)所述的纳米添加剂添加到所述的主基料氧化锌中，所述的主基料氧化锌包括纳米化的主基料氧化锌和微米级的主基料氧化锌；
(5)纳米添加剂和主基料氧化锌均匀混合，研磨，烧结。
在上述步骤(5)中，烧结的温度大大降低，为1000-1050℃。烧结温度显著降低，因此可以大大降低耗电量，延长烧结炉和炉具的使用寿命，降低生产成本。
上述的步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的顺序是可以任意调换的，只要最后形成纳米添加剂和纳米化的主基料氧化锌及微米级的主基料氧化锌的均匀混合物即可。
本发明中的多种不同成分的添加材料主要包括氧化锑、氧化钴、氧化铋等，添加不同的材料，可以使压敏电阻具有不同的电性能，这是行业内的公知原理技术；但每种添加材料的成分组成及重量比例，不同的企业使用的标准不一样，是每一个企业产品质量及性能的主要区分点，每一个企业都严加保密。在本发明中，添加剂的成分有多种，值得说明的是，本发明并不是以添加剂的成分的不同来区别的，而是以纳米化的添加剂结合小部分纳米化的主基料、大部分微米化的主基料来最终制备压敏电阻的，因此，采取其它不同成分的纳米化的添加剂，均是本发明的等同变化。
本发明虽然简单，但是效果显著，它有如下几个优点1、可减少传统氧化锌压敏电阻的制作工艺，如不需要低温热处理和银片分选，并根本上解决粘片现象，提高产品的合格率；2、低温烧结。传统的烧结温度约为1200℃，而本发明的烧结温度为1000℃-1050℃，可以降低耗电量，延长烧结炉和炉具的使用寿命，降低生产成本；3、多成分材料的添加剂，可以实现组分的均匀，从而改善功能体相的微观结构均匀性，进而对性能的提高有显著的影响。4.少量氧化锌主基料纳米化替代全部氧化锌主基料纳米化，使压敏电阻的电气性能基本接近，但可以大大减低氧化锌主基料纳米化的成本。5.本发明对纳米材料的运用还可以在不降低吸收能量的前提下提高压敏电阻的电压梯度，这样可节省原材料使用，降低产品的成本。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作进一步解释实施例1一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，主要包括下述工序(1)把主要包括氧化锑，氧化钴等材料的添加剂纳米化，成为纳米添加剂；(2)3％的主基料氧化锌纳米化；(3)剩余的97％的主基料氧化锌仍然采取微米级；(4)把少量的纳米添加剂添加到氧化锌中，形成均匀混合体；(5)再经过1000-1050℃的烧结，就可以制造出纳米添加氧化锌压敏电阻的银片。
通过专业的分析，利用上述工序制造的纳米添加氧化锌压敏电阻，其击穿电压提高10-40％，漏电流降低一个数量级以上，但降低了非线性系数。在对漏电流要求高、击穿电压的要求比较高时，可以采用本实施例的方案。
实施例2一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，主要包括下述工序(1)7％的主基料氧化锌纳米化；
(2)剩余的93％的主基料氧化锌仍然采取微米级；(3)把包括氧化锑，氧化铋等材料的添加剂纳米化，成为纳米添加剂；(4)少量的纳米添加剂添加到氧化锌中，形成均匀混合体；(5)再经过1000-1050℃的烧结，就可以制造出纳米添加氧化锌压敏电阻的银片。
通过专业的分析，利用上述工序制造的纳米添加氧化锌压敏电阻，其击穿电压基本不变，但漏电流几乎为零，但能量密度有所下降。在对漏电流要求极高的场合，可以采用本实施例的方案。
实施例3一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，主要包括下述工序(1)5％的主基料氧化锌纳米化；(2)把包括氧化铋，氧化钴等材料的添加剂纳米化，成为纳米添加剂；(3)剩余的95％的主基料氧化锌仍然采取微米级；(6)少量的纳米添加剂添加到氧化锌中，形成均匀混合体；(7)再经过1000-1050℃的烧结，就可以制造出纳米添加氧化锌压敏电阻的银片。
通过专业的分析，利用上述工序制造的纳米添加氧化锌压敏电阻，其击穿电压提高10-60％，非线性系数提高20-60％，漏电流降低30-50％，利用本实施例，可以比较全面的改善压敏电阻的性能。
权利要求
1.一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是经过下述工序制备而成(1)制作纳米添加剂把含有多种不同成分的添加材料纳米化；(2)3％-7％重量的主基料氧化锌纳米化；(3)剩余的93％-97％重量的主基料氧化锌微米化；(4)所述的纳米添加剂添加到所述的主基料氧化锌中，所述的主基料氧化锌包括纳米化的主基料氧化锌和微米级的主基料氧化锌；(5)纳米添加剂和主基料氧化锌均匀混合，研磨，烧结。
2.根据权利要求1所述的一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是步骤(5)中所述的烧结温度为1000-1050℃。
3.根据权利要求1所述的一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，其特征是所述的步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的顺序可以任意调换。
全文摘要
本发明公开了一种纳米添加氧化锌压敏电阻的制备方法，它包含这样的工序(1)多成分材料的添加剂纳米化，形成纳米添加剂；(2)5％左右的氧化锌材料纳米化，(3)95％左右的氧化锌材料仍然保持微米级，(4)把纳米添加剂添加到上述氧化锌材料中，经过均匀混合、研磨、再经过1000－1050℃的烧结，就可以制造出纳米添加氧化锌压敏电阻的银片。本发明具有工艺简单、耗电量少、成品率高、性能优良等优点，广泛应用于纳米添加氧化锌压敏电阻的制备中。
文档编号H01C17/00GK1832059SQ20061003500
公开日2006年9月13日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者伦振雄, 卢金泉, 简国楷 申请人:广东省佛山科星电子有限公司