專利名稱：一種Bi系氧化鋅壓敏電阻材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓敏電阻材料領(lǐng)域，尤其涉及一種Bi系氧化鋅壓敏電阻材料。
背景技術(shù)：
氧化鋅基陶瓷壓敏電阻材料是一種廣泛使用的抑制瞬態(tài)浪涌電壓的電子材料，近來電子技術(shù)的發(fā)展對兼有除壓敏功能以外的其他功能，如巨大的電容量的需求十分迫切。 目前所使用的氧化鋅基壓敏電阻材料的介電常數(shù)相對較小，通過調(diào)節(jié)其中的添加劑的比例，在一定程度上能夠提高材料的介電特性，但是依然不能滿足大容量應(yīng)用的要求，例如消噪等方面。而半導(dǎo)體化的Ti02、SrTiO3除具有壓敏功能外，其介電常數(shù)通?？梢赃_(dá)到幾千， 但是其制備工藝相對比較復(fù)雜且不易控制。因此尋求一種制備工藝簡單，介電常數(shù)較高且具有良好的壓敏功能的材料才能滿足微電子技術(shù)器件小型化、多功能化的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，該材料具有巨大的介電常數(shù)和優(yōu)良的壓敏特性。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決
一種Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，包含以下組分的主物料，其含量為摩爾百分比ZnO 93 97%，Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5 I. 5%, MnCO3 O. 5 I. 5%, Sb2O3 O. 5 I. 5%, Al (NO3) 3·9Η20 O. 5 I. 5% ;還包括 LanCaxMnO3,其中 O. 6 ^ O. 8, La1^CaxMnO3 的摩爾百分比為5°/Γ40%，所述主物料的摩爾百分比為60°/Γ95%。本發(fā)明在傳統(tǒng)壓敏陶瓷配方中引入高絕緣相的LahCaxMnO3 (O.8)，在不增加材料漏流的同時能夠大幅度提高材料的介電常數(shù)。優(yōu)選地，所述La1-CaxMnO3的摩爾百分比為10% 30%，且O. 7彡ζ彡O. 8。發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)證明，在以上的配方下，材料的介電常數(shù)為100(Γ2850，并具有優(yōu)良的壓敏特性，包括較高的非線性系數(shù) 40，和較小的漏電流 10 μ A。優(yōu)選地，所述LanCaxMnO3的摩爾百分比為15% 25%，且z=0. 75。發(fā)明人在多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)下得出以上技術(shù)方案，即LahCaxMnO3的摩爾百分比為 15 25%，Z=O. 75時，材料的介電常數(shù)在2800左右。一種Bi系氧化鋅壓敏電阻，由上述任意一項(xiàng)所述的Bi系氧化鋅壓敏電阻材料制備得到。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的陶瓷材料具有巨大的介電常數(shù)和優(yōu)良的壓敏電阻特性， 是一類具有廣闊應(yīng)用前景的復(fù)合壓敏材料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合優(yōu)選具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的闡述。在一個實(shí)施例中，Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，包含以下組分的主物料，其含量
3為摩爾百分比ZnO 93 97%，Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5 I. 5%, MnCO3
O.5 I. 5%, Sb2O3 O. 5 I. 5%, Al (NO3)3^H2O O. 5 I. 5% ;還包括 La1^CaxMnO3,其中
0.6彡z彡O. 8, La1^CaxMnO3的摩爾百分比為5°/Γ40%，所述主物料的摩爾百分比為60°/Γ95%。在上述配比下，將主物料與LahCaxMnO3經(jīng)燒結(jié)復(fù)合而成，材料的合成包括以下步驟
I、固相反應(yīng)法合成 LahCaxMnO3 (O. 6 ≤ x≤ O. 8)
(I)選取一定的Ca摻雜量，根據(jù)分子式LahCaxMnO3(O. 6 ≤ x ≤ O. 8)，按化學(xué)計(jì)量比稱取 La2O3, CaCO3, MnCO3。(2)將以上各組分、適量水、鋯球及合適的分散劑置于球磨罐中，在150-400轉(zhuǎn)/分條件球磨3個小時。(3)球磨結(jié)束后，將漿料置于料盤中，在10(Tl5(rC烘箱中將粉料烘干。(4)將烘干后的粉料在120(Tl40(rC條件下燒結(jié)2 4小時，然后粉碎后備用。2、Bi系氧化鋅壓敏電阻材料生料的合成；
(I)按照下述比例ZnO 93 97%, Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5
1.5%, MnCO3O. 5 I. 5%, Sb2O3O. 5 I. 5%, Al (NO3) 3·9Η200· 5 I. 5% 將稱取各組分。(2)將除ZnO外的各物料、適量水、鋯球及合適的分散劑置于球磨罐中，在150-400 轉(zhuǎn)/分的條件球磨2 4個小時。(3)球磨結(jié)束后，將漿料置于料盤中，在10(Tl5(rC烘箱中將粉料烘干。(4)將步驟(3)的粉料、步驟(I)的ZnO、適量水、鋯球及合適的分散劑置于球磨罐中，在150-400轉(zhuǎn)/分的條件球磨2 4個小時，球磨結(jié)束烘干得到主物料、備用。3、復(fù)合材料的制備
將摩爾百分比為5°/Γ40%的LanCaxMnO3和摩爾百分比為60°/Γ95%的主物料球磨混合， 經(jīng)過烘干、造粒、過篩等步驟制備粉體，最后于100(Tl30(rC燒結(jié)，進(jìn)行復(fù)合材料的合成。以上的制備方法具有工藝簡單，生產(chǎn)周期短，環(huán)保無毒，無需還原氣氛等優(yōu)點(diǎn)。在另一實(shí)施例中，LanCaxMnO3的摩爾百分比為10 30%，Ca摻雜量為
O.7 ^ O. 8，制備方法同上述實(shí)施例。本例中材料具有巨大的介電常數(shù)(介電常數(shù)范圍為100(Γ2850)和優(yōu)良的壓敏特性，如較高的非線性系數(shù) 40，和較小的漏電流 10 μ A。在又一個實(shí)施例中，LahCaxMnO3的摩爾百分比為15 25%，Ca摻雜量為ζ=0. 75， 制備方法同上述實(shí)施例。本例中材料陶瓷具有最大的介電常數(shù) 2800和優(yōu)良的壓敏特性。以下通過更具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)施例一
Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，包含以下組分的主物料，其含量為摩爾百分比ΖηΟ 96. 0%, Bi2O3 I. 0%, Cr2O3 O. 5%, Co2O3 O. 7%, MnCO3 O. 7%, Sb2O3 I. 0%, Al (NO3) 3·9Η20 O. 1% ;還
包括LahCarMnO3 :其中ζ=0. 65，摩爾百分比為20%，主物料的摩爾百分比為80%。制備方法同上述實(shí)施例，以下簡述。I、依據(jù)分子式LanCaxMnO3 U=O. 65)，按化學(xué)計(jì)量比準(zhǔn)確稱量La2O3, CaCO3, MnCO3, 經(jīng)過球磨混料烘干后，在1350°C下燒結(jié)3小時。2、按摩爾百分比準(zhǔn)確稱取 ZnO 96. 0%, Bi2O3 I. 0%, Cr2O3 O. 5%, Co2O3 O. 7%, MnCO3
O.7%，Sb2O3 I. 0%，Al (NO3) 3·9Η20 O. 1%，將各料球磨混合，烘干后得主物料備用。
3、分別稱取摩爾百分比分別為20% La1^CaxMnO3 Cr=O. 65)、80%的主物料，經(jīng)過球磨混合、造粒后壓制成圓片。4、將圓片于1100°C下進(jìn)行燒結(jié)，燒銀后進(jìn)行電性測量。選取30顆產(chǎn)品進(jìn)行電性測量，測量的電性表如下所示
序號漏流(μ A)電位梯度(V/mm)介電常數(shù)I6.97568. 171315. 9325. 18560. 751288.6236. 35574. 601295. 7446. 14565. 061306.0754. 70548. 621290.3665. 24551.281301. 1774. 84549.011322.2986.06553. 961321. 3296. 53555. 001301. 85105. 89546.051327. 40116. 10563. 661330.89125. 03558. 681308.24135. 90545. 081318.35144. 94560. 601313. 65156. 35574.591268.30165. 33573. 971290. 69175. 86555.251270. 58185.63556.391298.86196.90537.671330. 40205. 50560. 481272. 85215. 72564. 601322.04225. 92550. 751324. 95236.68563. 451266.76245. 64549. 031294.02256.22552.911327. 90264. 15566.991295. 00277.91563. 161269.17286.92540. 171275. 75295. 45565. 321288.76305. 32554.581254.51
實(shí)施例二
與實(shí)施例一的區(qū)別在于添加的LahCaxMnO3中Ca的摻雜量^r=O. 75。選取30顆產(chǎn)品進(jìn)行電性測量，測量的電性表如下所示
權(quán)利要求
1.一種Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，其特征在于包含以下組分的主物料，其含量為摩爾百分比ZnO 93 97%，Bi2O3 O. 5 I. 5%, Cr2O3 O. 5 I. 5%, Co2O3 O. 5 I. 5%, MnCO3O.5 I. 5%, Sb2O3 O. 5 I. 5%, Al (NO3)3^H2O O. 5 I. 5% ;還包括 La1^CaxMnO3,其中O.6≤z≤O. 8, La1^CaxMnO3的摩爾百分比為5°/Γ40%，所述主物料的摩爾百分比為60°/Γ95%。
2.如權(quán)利要求I所述的Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，其特征在于所述LahCaxMnO3的摩爾百分比為10% 30%，且O. 7≤ζ≤O. 8。
3.如權(quán)利要求2所述的Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，其特征在于所述LahCaxMnO3的摩爾百分比為15% 25%，且Z=O. 75。
4.一種Bi系氧化鋅壓敏電阻，其特征在于由權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的Bi系氧化鋅壓敏電阻材料制備得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Bi系氧化鋅壓敏電阻材料，包含以下組分的主物料，其含量為摩爾百分比ZnO93~97%，Bi2O30.5~1.5%，Cr2O30.5~1.5%，Co2O30.5～1.5%，MnCO30.5～1.5%，Sb2O30.5～1.5%，Al(NO3)3 9H2O0.5～1.5%；還包括La1-xCaxMnO3，其中0.6≤x≤0.8，La1-xCaxMnO3的摩爾百分比為5%~40%，所述主物料的摩爾百分比為60%~95%。本發(fā)明的陶瓷材料具有巨大的介電常數(shù)和優(yōu)良的壓敏電阻特性，是一類具有廣闊應(yīng)用前景的復(fù)合壓敏材料。
文檔編號C04B35/453GK102603284SQ20121003138
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者馮志剛, 蔣振龍, 賈廣平 申請人:深圳順絡(luò)電子股份有限公司