[发明专利]一种氧化锡压敏电阻材料及其制备方法

说明书

                          技术领域

本发明涉及压敏陶瓷材料及其制造方法，特别涉及一种以氧化锡(SnO₂)为基、非线性系数大于25、压敏电压梯度大于250V/mm的压敏陶瓷材料及其制造方法。

                          背景技术

压敏电阻器可用于电力电子线路中，吸收异常过电压，保护线路中的各种元器件或在线路上使用的各种仪器设备。

电力电子线路中常会因雷击、线路故障以及负载投切引起异常过电压，ZnO基压敏陶瓷材料制造的压敏电阻元器件已大量用于电力电子线路中吸收或抑制异常过电压，保护电力电子设备免遭破坏。现用的ZnO压敏材料，其压敏电压梯度—单位厚度压敏电压通常低于250V/mm。

关于SnO₂压敏电阻材料的研究虽然已有科技论文报道，但所有公开报道的SnO₂压敏材料电性能都仅局限于其小电流特性，未见有关SnO₂压敏电阻材料大电流脉冲冲击试验结果的报道。现在广泛使用的ZnO压敏电阻元器件之所以能用于电力、电子线路作过压保护元件，主要是由于其具有大电流脉冲冲击承受能力，从而抑制线路过电压，保护线路上其他元器件或设备。现有报道的SnO₂压敏材料仅有数毫安以下的小电流非线性特性，不具有实际应用价值。

                          发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种以SnO₂为基、压敏电压梯度为250～500V/mm的压敏陶瓷材料。

本发明的另一目的在于提供上述氧化锡压敏电阻材料的制备方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现：

一种氧化锡压敏电阻材料，以mol份数计，该压敏电阻材料化学成份包括下列组分：

主成份为100份SnO₂；

第一副成份为0.03～0.15份Sb₂O₃和Nb₂O₅中的一种或两种；

第二副成份为0.4～2.0份Co₂O₃；

第三副成份为0.5～4.0份TiO₂；

第四副成份为0.5～1.0份Cr₂O₃、Ni₂O₃和MnO中的两种或三种。

为进一实现本发明目的，所述第四副成份中的MnO是以Mn(NO₃)₂溶液形式引入。或者是所述第四副成份中的MnO是以固体含锰化合物的形式引入，所述化合物包括MnCO₃。

所述第二副成份的Co₂O₃是以含钴化合物的形式引入，所述化合物包括Co₃O₄。

氧化锡压敏电阻材料的制备方法包括下列步骤：

(1)以mol份数计，副成分中，将0.03～0.15份Sb₂O₃和Nb₂O₅中至少一种，0.4～2.0份Co₂O₃，0.5～4.0份TiO₂及0.5～1.0份Cr₂O₃、Ni₂O₃、MnO中一种或多种按比例称量加纯水，混合球磨至平均粒径小于1μm，其中副成分合计∶纯水＝1∶0.8～1.2，制成添加剂料浆备用；

(2)以mol份数计，将100份主成份SnO₂加铵盐类分散剂，分散剂加入量为SnO₂份量的0.5wt％，并以SnO₂∶纯水为1∶0.6～1.0的比例加纯水分散，制成主成分料浆；

(3)将步骤(1)添加剂料浆缓慢加入主成份料浆，搅拌分散均匀制成全成份料浆，并加入聚乙烯醇溶液，其含聚乙烯醇固体粉末量为SnO₂重量的0.8～1.5％，制成喷雾料浆，采用喷雾干燥塔将上述喷雾料浆喷雾干燥制成造粒粉料；或将全成份料浆烘烤干燥后加入聚乙烯醇溶液，其含聚乙烯醇固体粉末量为SnO₂重量的0.8～1.5％混匀过筛造粒获得造粒粉料；