[发明专利]一种TiO2基低压压敏陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种TiO₂基低压压敏陶瓷材料的制备方法，将TiO₂、Nb₂O₅和Bi₂O₃混合后放入聚酯罐中，进行湿式球磨，然后经过干燥、研磨，得到混合粉体；将混合粉体进行造粒，然后压制，得到素坯；将素坯经排胶后进行烧结，炉冷至室温，得到TiO₂压敏陶瓷；将TiO₂压敏陶瓷进行打磨，清洗烘干后进行热处理得到。本发明TiO₂基低压压敏陶瓷材料的制备方法，以TiO₂为原料，添加Nb₂O₅和Bi₂O₃，采用简易的制备工艺制备TiO₂压敏陶瓷，然后在H₂或真空低氧分压气氛中对样品进行热处理，能够使TiO₂晶格氧挥发，氧空位浓度增大，半导化晶粒的数目增加，势垒高度降低和宽度减薄，压敏电压显著降低。

技术领域

本发明属于敏感材料制备技术领域，具体涉及一种TiO₂基低压压敏陶瓷材料的制备方法。

背景技术

压敏陶瓷是指电阻值随电压的变化而呈现非线性变化的半导体陶瓷器件，其微观结构通常由半导化晶粒和绝缘化晶界组成，压敏陶瓷因其良好的非线性特性，作为电压保护材料广泛应用于各种电路之中，其中，研究和应用最为广泛的是ZnO压敏电阻，其突出的优点是非线性系数较大，但它的压敏电压较高，难以作为半导体元器件应用于低压的集成电路中。

TiO₂基压敏陶瓷具有优良的伏安非线性特性、高的介电常数等性能优势，同时其生产工艺简单，与ZnO压敏材料类似，TiO₂基压敏陶瓷也是一种具有典型晶界电学性质的多晶陶瓷材料，有望对其实现低压化。

发明内容

本发明的目的是提供一种TiO₂基低压压敏陶瓷材料的制备方法，该方法实现了TiO₂基压敏陶瓷的低压化。

本发明所采用的技术方案是，一种TiO₂基低压压敏陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将TiO₂、Nb₂O₅和Bi₂O₃混合后放入聚酯罐中，进行湿式球磨，然后经过干燥、研磨，得到混合粉体；

步骤2，将步骤1的混合粉体进行造粒，然后压制，得到素坯；

步骤3，将步骤2得到的素坯经排胶后进行烧结，炉冷至室温，得到TiO₂压敏陶瓷；

步骤4，将步骤3得到的TiO₂压敏陶瓷进行打磨，清洗烘干后进行热处理，得到TiO₂基低压压敏陶瓷材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中TiO₂，Nb₂O₅，Bi₂O₃的质量比为120～301：1：1.75～3.5。

步骤1中TiO₂的粒度为200nm～300nm。

步骤1中湿式球磨的具体方式如下：

将混合原料与氧化锆球及无水乙醇以质量比为1:1:1.5的比例置于聚酯罐中，以350r/min～450r/min的转速球磨8～12h。

步骤1中干燥是于烘箱中进行，烘干温度为60℃～70℃，烘干时间为 10h～14h。