專利名稱：一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料及制備方法，屬功能陶瓷材料制造技術領域。
背景技術：
氧化鋅線性電阻以氧化鋅-氧化鎂-氧化鋁三元體系為基礎的功能材料；中國專利96123503. 9號文獻公開了一種氧化鋅陶瓷線性電阻及其制造方法，用該方法制備的新型陶瓷電阻具有較好的抗浪涌能力，其電壓非線性系數為I. 26，明顯偏高，且其阻溫系數為4. 5X10—2歐姆/°C，為正值，故其應用領域受到較大限制；中國專利02140486. O號文獻也公開了一種氧化鋅陶瓷線性電阻及其制造方法，用該方法制備的新型陶瓷電阻具有較好的電壓非線性系數，其電壓非線性系數最低可達I. 1，其阻溫系數也有明顯改善，已低至 I. OX IO-3歐姆/°c，但仍為正值，故其應用領域也受到一定限制。
發明內容
本發明的目的是提供一種線性度好、介電性能優、制造成本低，且適合工業生產的負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料及其制備方法。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料，其特征在于該材料按摩爾百分比包括下述組分氧化鋅90%-95%為主體材料，氧化鎂I. 0%-3. 0%，氧化鋁3. 0%-5. 0%，正硅酸
I.0%-3. 0%。一種用于上述的的負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下工藝步驟
(O以氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸為原料，分別稱量摩爾百分比為90%-95%的氧化鋅,摩爾百分比為I. 0%-3. 0%的氧化鎂,摩爾百分比為3. 0%-5. 0%的氧化招,摩爾百分比為I. 0%-3· 0%的正硅酸。(2)將氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸混合后，高能球磨濕磨后漿料過篩后烘干。(3)烘干后添加PVA造粒，過篩后壓制成生坯。(4)生坯在電阻爐中升溫至1250°C _1350°C，空氣氣氛中保溫后隨爐冷卻，即得負電阻溫度
系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料。步驟2中的高能球磨采用瑪瑙球、尼龍罐，并以無水乙醇為球磨介質，球粉無水乙醇的質量比=20 1 :6，高能球磨濕磨5h，漿料過100目篩后烘干。步驟3中PVA的添加量為原料質量的1/40，PVA的質量百分濃度為2%，過50目篩后壓制成生坯。步驟4中生坯在電阻爐中以5°C /min速度升溫至1250°C _1350°C，空氣氣氛中保溫:T5h。
本發明通過調整各功能添加劑的合理比例，采用高能球磨制備技術制備的負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料，產品具有優異的綜合性能，其非線性系數最優可達 1.0，介電性能在高頻區較穩定，介電常數在O. 6 X IO4-I X IO4間，電阻率為40-50歐姆·厘米，阻溫系數為-3. 7 X 10_3至-3. 6 X 10_3歐姆/°C。本發明制備的負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料，可廣泛應用于電力系統、通信、交通、計算機、計量、工業保護、家用電器及軍事等領域，尤其是在斷路器、變壓器及中性點接地裝置中，防止一些重要部件過熱燒壞，具有體積小、重量輕、能耗少和占地面積少的優勢。
具體實施例方式現將本發明的實施例敘述于后。實施例I
(I)分別稱量摩爾百分比為95%的氧化鋅，摩爾百分比為1.0%的氧化鎂，摩爾百分比為
3. 0%
的氧化鋁，摩爾百分比為I. 0%的正硅酸。(2)將氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸混合后，采用瑪瑙球、尼龍罐，并以無水乙醇為球
磨介質，球粉無水乙醇的質量比=20 1 :6，高能球磨濕磨5h，漿料過100目篩后烘干。(3)烘干后添加質量百分比為2%的PVA，添加量為原料質量的1/40，過50目篩后壓制成Φ12
mm X 2. O mm 生還。(4)生坯在電阻爐中以5°C /min速度升溫至1250°C，空氣氣氛中保溫5h，隨爐冷卻。本實施例所制作的氧化鋅線性電阻經性能測試，非線性系數為I. 00，介電常數為 I X IO4,電阻率為50歐姆·厘米，阻溫系數為-3. 7 X 10_3歐姆/°C。實施例2
(I)分別稱量摩爾百分比為90%的氧化鋅，摩爾百分比為3. 0%的氧化鎂，摩爾百分比為 5.的氧化鋁，摩爾百分比為2. 0%的正硅酸。(2)將氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸混合后，采用瑪瑙球、尼龍罐，并以無水乙醇為球磨介質，球粉無水乙醇的質量比=20 1 :6，高能球磨濕磨5h，漿料過100目篩后烘干。(3)烘干后添加質量百分比為2%的PVA，添加量為原料質量的1/40，過50目篩后壓制成Φ12 mmX 2. O mm生還。(4)生坯在電阻爐中以5°C /min速度升溫至1350°C，空氣氣氛中保溫3h，隨爐冷卻。本實施例所制作的氧化鋅線性電阻經性能測試，非線性系數為I. 05，介電常數為
O.6 X 104，電阻率為45歐姆·厘米，阻溫系數為-3.6X10—3歐姆/°C。實施例3(I)分別稱量摩爾百分比為93%的氧化鋅，摩爾百分比為1.0%的氧化鎂，摩爾百分比為 3. 0%的氧化鋁，摩爾百分比為3. 0%的正硅酸。(2)將氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸混合后，采用瑪瑙球、尼龍罐，并以無水乙醇為球磨介質，球粉無水乙醇的質量比=20 1 :6，高能球磨濕磨5h，漿料過100目篩后烘干。(3)烘干后添加質量百分比為2%的PVA，添加量為原料質量的1/40，過50目篩后壓制成Φ12 mmX 2. O mm生還。(4)生坯在電阻爐中以5°C /min速度升溫至1300°C，空氣氣氛中保溫4h，隨爐冷卻。本實施例所制作的氧化鋅線性電阻經性能測試，非線性系數為I. 05，介電常數為
O.9 X 104，電阻率為40歐姆·厘米，阻溫系數為-3.6X10—3歐姆/°C。
權利要求
1.一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料，其特征在于該材料按摩爾百分比包括下述組分氧化鋅90%-95%，氧化鎂I. 0%-3. 0%，氧化鋁3. 0%-5. 0%，正硅酸I. 0%-3. 0%。
2.如權利要求I所述的一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下工藝步驟(O以氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸為原料，分別稱量摩爾百分比為90%-95%的氧化鋅，摩爾百分比為I. 0%-3. 0%的氧化鎂，摩爾百分比為3. 0%-5. 0%的氧化鋁，摩爾百分比為I. 0%-3. 0%的正硅酸；(2)將氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁和正硅酸混合后，高能球磨濕磨后漿料過篩后烘干；(3)烘干后添加PVA造粒，過篩后壓制成生坯；(4)生坯在電阻爐中升溫至1250°C-1350°C，空氣氣氛中保溫后隨爐冷卻，即得負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料。
3.如權利要求2所述的一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于步驟2中的高能球磨采用瑪瑙球、尼龍罐，并以無水乙醇為球磨介質，球粉■ 無水乙醇的質量比=20 1 :6，高能球磨濕磨5h，漿料過100目篩后烘干。
4.如權利要求2所述的一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于步驟3中PVA的添加量為原料質量的1/40，PVA的質量百分濃度為2%，過50目篩后壓制成生還。
5.如權利要求2所述的一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料的制備方法，其特征在于步驟4中生坯在電阻爐中以5°C /min速度升溫至1250°C _1350°C，空氣氣氛中保溫:T5h。
全文摘要
本發明涉及一種負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料及制備方法，屬功能陶瓷材料制造技術領域。其特征在于該材料按摩爾百分比包括下述組分氧化鋅90%-95%，氧化鎂1.0%-3.0%，氧化鋁3.0%-5.0%，正硅酸1.0%-3.0%。本發明通過調整各功能添加劑的合理比例，采用高能球磨制備技術制備的負電阻溫度系數氧化鋅線性電阻陶瓷材料，產品具有優異的綜合性能，其非線性系數最優可達1.0，介電性能在高頻區較穩定，介電常數在0.6×104-1×104間，電阻率為40-50歐姆·厘米，阻溫系數為-3.7×10-3至-3.6×10-3歐姆/℃。
文檔編號C04B35/622GK102584207SQ20121002843
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者徐東, 程曉農, 趙國平 申請人:江蘇大學