[发明专利]一种ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉，本发明还涉及一种制备该ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉的方法。

背景技术

大气中的雷电现象会给人类的生存和社会活动带来危害，对它的防护问题一直是人们关心的问题。ZnO避雷器实际上是在高压下工作的氧化锌压敏电阻器。避雷器的性能和ZnO阀片的性能密切相关。为了获得性能优异的ZnO避雷器，必须研制出具有残压比低，漏电流小，冲击后电压变化率小及稳定性高的ZnO阀片。

但是，作为过电压保护电器，针对其所释放的能量，其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压(如雷电过电压和操作过电压)，避雷器泄流能起限压保护作用。为保证阀片的性能，在阀片制作时需在阀片外周喷涂烧结上一绝缘保护层，这一保护层的材质为低熔点玻璃粉。

对阀片用低熔点玻璃粉要求具有本身是低软化点易熔的玻璃，该材料具有良好的绝缘性、化学稳定性、耐热震性及高的烧结强度，制作时玻璃粉不易结晶。为达到ZnO阀片制作时的低温烧结要求，玻璃粉制备时常选用含铅的PbO-B₂O₃-ZnO玻璃体系，在生产时，铅会挥发到空气中，并产生大量的含铅固废物，造成对环境的危害。2003年初欧洲议会和欧盟理事会颁布了RoHS指令，即关于《电器和电子设备中限制使用某些有害物质指令》，禁止含铅电子产品进入欧盟市场。日本也废除电子产品中铅的使用。我国《电子信息产品污染控制管理办法》(第39号)对于含铅电子产品的使用也提出了严格限制。无铅等无公害玻璃产品将成为发展的主流。

在无铅低熔点玻璃体系中发展的主要方向有ZnO-B₂O₃-SiO₂系和钒酸盐、磷酸盐、Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃体系，但前两者软化温度较高，而磷酸盐体系存在化学稳定性较差、热膨胀系数较大。

中国专利200310103592.1报道了一种V₂O₅-P₂O₅-Sb₂O₃系的玻璃粉，该玻璃粉可用于430-550℃的烧结使用，但在玻璃粉中仍含有毒的V₂O₅，并且该玻璃粉化学稳定性不好，限制了它的实际应用。

美国专利US2002019303提出了一种P₂O₅-SnO-ZnO系的封接玻璃粉，用于430～500℃温度区间的封接，由于该玻璃粉中含有较多的SnO，玻璃在熔制和封接过程中极易被氧化，需要在还原气氛下进行熔制和封接，因而大规模产业化难以实现，且该玻璃粉化学稳定性不是很好，使其在应用中受到很大限制。

Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃体系将是适合ZnO阀片用玻璃粉对传统含铅玻璃粉的取代物。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种使用温度低，化学稳定性好，膨胀系数较低，烧结强度高的ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉。

本发明的另一个目的是为了提供一种制备上述ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉的方法。方法简单，而且可以根据产品材料的特性要求，灵活调整各项组分配比，以满足材料对使用温度、膨胀系数的不同要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

一种ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉，其特征在于：按重量百分比由以下组分组成：

如上所述的一种ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉，其特征在于所述的RO中R为Mg、Cu、Sr中的一种。

如上所述的一种ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉，其特征在于所述的添加剂为陶瓷填料。

如上所述的一种ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉，其特征在于所述的陶瓷填料为堇青石。

一种制备如上所述的ZnO阀片用无铅低熔点玻璃粉的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、按重量百分比称取各原料，将除添加剂外各原料进行充分混合，制成混合料；

2)、将所述的混合料在1050℃～1200℃下熔化30min～90min；

3)、熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或块；

4)、将所述的玻璃片或块与添加剂在球磨机内粉碎，制备成玻璃粉。