[发明专利]一种制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法

说明书

本发明涉及氧化锌压敏陶瓷，特指一种绿色方法制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法。采用黄原胶作为稳定剂来调控复合纳米颗粒的大小和形貌，黄原胶溶液在60℃反应分解D‑甘露糖和D‑葡萄糖醛，生成D‑葡萄糖溶胶凝胶。缓慢加入硝酸锌，硝酸铋，和硝酸钴溶液，这时D‑葡萄糖支链的羟基和金属阳离子生成前驱体。最后，前躯体经过煅烧得到复合纳米氧化锌陶瓷粉体，实验结果表明利用黄原胶可以合成复合纳米氧化锌陶瓷粉体，且陶瓷粉体颗粒大小均一,分散性良好。

技术领域

本发明涉及氧化锌压敏陶瓷，特指一种绿色方法制备单分散复合纳米ZnO压敏陶瓷粉体的方法，利用植物提取物生物绿色制备高性能氧化锌压敏陶瓷粉体的方法，属于电子陶瓷制备及应用技术领域。

背景技术

氧化锌压敏陶瓷一般是由ZnO粉料按不同配比掺杂Bi、Sb、Co、Mn、Cr等金属氧化物，通过常规电子陶瓷制备工艺高温烧结而成，它具有优良的电流-电压非线性；当外加电压低于其压敏电压时，它仅允许极小的漏电流通过，当外界电压超过压敏电压时，它会迅速导通，所以ZnO压敏陶瓷可以很好地保护与之并联的电气元件不受过电压的破坏。

压敏陶瓷的性能取决于它的微观结构，而形成其微观结构的关键技术在于形成陶瓷体的粉体性能，所以，ZnO压敏陶瓷粉体的合成工艺是制备高性能氧化锌压敏陶瓷的起点和先决条件；传统的ZnO压敏陶瓷粉体的合成工艺是固相法，它以固体物料在高温下经热分解或高温反应而得，这种方法不易保证成分准确、均匀，而且还会带来研磨介质的污染，也不可能获得粒度细、活性好的粉体；在配方一定的前提下，如何改善氧化锌与添加料的粉料特性和混合料的均匀性，特别是降低添加料粒度及提高分散性，是稳定和提高氧化锌非线性电阻工艺中最关键的环节；传统化学法制备复合纳米氧化锌陶瓷粉体的方法主要有溶胶-凝胶法、沉淀法、燃烧法等．这些方法大都由于所用的原料是化学试剂具有毒性或试剂价格高昂而使工业化生产受到限制，而且对环境造成了污染，传统方法高能耗高污染，所以，采用新型绿色生物方法合成高品质的压敏电阻用陶瓷粉体，可以从根本上提高氧化锌压敏电阻性能，近年来越来越受到研究者们的重视。

目前，“绿色化学”已经逐渐成为化学领域的一个重要主题， 而利用绿色化学的观点来制备陶瓷粉体的关键在于选择对环境友好的化学试剂和无毒的陶瓷粉体稳定剂；与其它传统方法相比，纳米绿色合成技术具有清洁、无毒、环境友好和可持续发展，反应条件温和控制，不需添加任何还原剂，效率高等优点，是一种“绿色”的生产方法，是目前纳米合成领域的研究热点；目前人们正尝试以植物、植物细胞以及植物提取物合成纳米材料，黄原胶（Xanthan gum），又名汉生胶，是由野油菜黄单胞杆菌(Xanthomnas campestris)以碳水化合物为主要原料（如玉米淀粉）经发酵工程生产的一种作用广泛的微生物胞外多糖，黄原胶分子的一级结构是由β-1,4键连接的D-葡萄糖基主链与三糖单位的侧链组成，其侧链由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替连接而成；黄原胶作为稳定剂来调控复合纳米颗粒的大小和形貌，黄原胶溶液在60℃反应分解D-甘露糖和D-葡萄糖醛，生成D-葡萄糖溶胶凝胶。缓慢加入硝酸锌，硝酸铋，和硝酸钴溶液，这时D-葡萄糖支链的羟基和金属阳离子生成前驱体。最后，前躯体经过煅烧得到复合纳米氧化锌陶瓷粉体，实验结果表明利用黄原胶可以合成复合纳米氧化锌陶瓷粉体，且陶瓷粉体颗粒大小均一, 分散性良好。

因此，利用黄原胶合成单分散复合纳米氧化锌陶瓷粉体，开发生物绿色合成复合氧化锌纳米陶瓷粉体具有重要意义。

发明内容

（1）本发明要解决的技术问题是克服传统复合纳米氧化锌陶瓷粉体制备工艺中的不足，提供一种利用黄原胶生物绿色合成单分散复合纳米氧化锌陶瓷粉体的方法。

（2）本发明要解决的另一技术问题是提供了一种氧化锌压敏电阻材料的制备方法，该方法制备工艺简单、成本低，环境友好，适用于工业化生产。

（3）本发明要解决另一技术问题是提供氧化锌压敏电阻的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：