一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法

技术领域

本发明涉及一种制备ZnO压敏陶瓷的方法，特别是一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法。

背景技术

ZnO压敏电阻是以ZnO为主要原料，添加少量Bi

Cr的加入主要起到两方面的作用，一方面固溶在尖晶石中起到细化晶粒、抑制异常晶粒生长的作用，能提高ZnO压敏电阻的能量吸收能力。另一方面，固溶在ZnO晶粒中的Cr离子起到施主掺杂的作用，能提供额外的载流子，降低了晶粒电阻，从而降低了ZnO压敏电阻的残压。

Co、Mn的加入一部分固溶在ZnO晶粒中的Co、Mn离子起到施主掺杂的作用，能提供额外的载流子，降低了晶粒电阻，从而降低了ZnO压敏电阻的残压。另一部分Co、Mn离子偏析在晶界层，因而提高了晶界势垒高度，同样有利于降低ZnO压敏电阻的残压，且Co

但是，通常Cr

发明内容

本发明的目的在于，提供一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法。本发明方法制得的ZnO压敏陶瓷具有掺杂料分散度高、成本较低、污染较小、工艺稳定的特点；此外，还具有残压低、晶粒更细化以及晶界层更稳定的特点。

本发明的技术方案：一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，ZnO压敏陶瓷由ZnO、Bi

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，包括如下步骤：

(1)按配方取Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至碱性，得料浆C；

(3)向浆料C中加入配方量的ZnO、分散剂、消泡剂和聚乙烯醇溶液，并继续研磨，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述浆料A中，Cr(NO

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述浆料B中，硝酸的添加量为ZnO的0.05wt％-0.09wt％。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述浆料B中，柠檬酸或草酸的添加量为ZnO的0.1wt％-0.3wt％。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述步骤(2)中，是向料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7-8。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述分散剂的添加量为ZnO的0.5wt％-1.5wt％。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述消泡剂的添加量为ZnO的0.15wt％-0.25wt％。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5％-15％。

优选地，前述的以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，所述聚乙烯醇溶液添加量为ZnO的4wt％-7wt％。

本发明的有益效果

1、本发明通过将掺杂量非常少的Cr

2、本发明仅部分掺杂料中的全部或部分原料采用硝酸盐或向其氧化物原料中加入少量硝酸或其他有机酸，整体的用酸量少，与传统化学共沉淀法等方法相比，成本更低，且污染更小，工艺更加稳定。

3、本发明的部分或全部Cr、Co和Mn在制浆过程中，以溶液的形式存在，更容易分散并包裹在ZnO的表面，从而在烧结时形成相应的氧化物，更容易进入ZnO晶粒，形成施主掺杂，进一步降低残压。

4、本发明的部分或全部Cr、Co和Mn在制浆过程中，以溶液的形式存在，在与Bi

附图说明

附图1为实施例1制得的ZnO压敏陶瓷的扫描电镜图；

附图2为实施例4制得的ZnO压敏陶瓷的扫描电镜图

附图3为市售ZnO压敏陶瓷的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例

实施例1

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A中加入氨水调节pH值至7.1，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、3kg分散剂聚丙烯酸铵、0.65L消泡剂磷酸三丁酯和17kg浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例2

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A中加入氨水调节pH值至7.2，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、1.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.45L消泡剂和21kg浓度为5wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例3

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A中加入氨水调节pH值至7.3，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、4.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.75L消泡剂和12kg浓度为15wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例4

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.4，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、3kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.65L消泡剂和17kg浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例5

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.5，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、1.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.45L消泡剂和21kg浓度为5wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例6

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.6，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、4.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.75L消泡剂和12kg浓度为15wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例7

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.7，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、3kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.65L消泡剂和17kg浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例8

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.8，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、1.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.45L消泡剂和21kg浓度为5wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例9

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.9，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、4.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.75L消泡剂和12kg浓度为15wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例10

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至8，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、3kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.65L消泡剂和17kg浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例11

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.5，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、1.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.45L消泡剂和21kg浓度为5wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例12

一种以可溶盐形式掺杂制备ZnO压敏陶瓷的方法，步骤如下：

(1)称取10kg Bi

(2)向步骤(1)的料浆A或浆料B中加入氨水调节pH值至7.8，得料浆C；

(3)向浆料C中加入300kgZnO、75kg水、4.5kg消泡剂磷酸三丁酯聚丙烯酸铵、0.75L消泡剂和12kg浓度为15wt％的聚乙烯醇溶液，并继续研磨2h，得原料料浆；

(4)以原料料浆为原料，经常规的喷雾造粒、成型、排胶和烧结后，制得所述ZnO压敏陶瓷。

实施例13

分别对实施例1、3、4、6、8和9制得的ZnO压敏陶瓷进行电学性能测试，并与市售ZnO压敏陶瓷的电学性能进行对比，结果如表1所示。

表1不同工艺制备的ZnO压敏电阻测试数据

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。