CN1610019A - 防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料 - Google Patents

防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料 Download PDF

Info

Publication number
CN1610019A
CN1610019A CN 200410036403 CN200410036403A CN1610019A CN 1610019 A CN1610019 A CN 1610019A CN 200410036403 CN200410036403 CN 200410036403 CN 200410036403 A CN200410036403 A CN 200410036403A CN 1610019 A CN1610019 A CN 1610019A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure sensitive
voltage
zinc oxide
lightning protection
zno
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200410036403
Other languages
English (en)
Other versions
CN100361238C (zh
Inventor
陈洪存
王矜奉
张海鹍
苏文斌
臧国忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CNB2004100364038A priority Critical patent/CN100361238C/zh
Publication of CN1610019A publication Critical patent/CN1610019A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100361238C publication Critical patent/CN100361238C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明提供了一种的防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料，组分包括：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3) 3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.8800～0.9100、0.0480～0.0510、0.0100～0.0136、0.0045～0.0085、0.0060～0.0130、0.0050～0.0100、0.0030～0.0080、0.0040～0.0090、0.0040～0.0060、0.0010～0.0040、0.0020～0.0050、0.0010～0.0030。本发明采取多元掺杂改性的方法，添加剂达到11种，解决了主要的电压敏参数的优化问题。这种材料还具有1050℃较低的烧结温度，保温时间为150分钟，明显降低能耗，同时产品的成品率高达95％以上。

Description

防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料
(一)技术领域
本发明涉及一种防雷用氧化锌(ZnO)压敏材料。
(二)背景技术
氧化锌(ZnO)压敏陶瓷是以氧化锌为主体材料，添加一些金属氧化物，利用陶瓷的工艺烧制成的多晶体，具有浪涌吸收和过电压保护功能，可以制成压敏阀片组装成电源防雷器，对感应雷电进行泄流，以保护用电设备免受击毁。不同的和不同量的氧化物的添加，对ZnO压敏材料的性能有着十分敏感的影响。目前，用于电源防雷的ZnO压敏材料多为七、八元系，主要的几项电压敏参数(非线性系数α值，漏电流，通流后压敏电压变化率，残压比)的优化还不理想，况且材料的烧结温度较高，而高的烧结温度一则容易使瓷片发生形变，影响瓷片电极的涂覆质量，从而影响到产品率：二则造成低熔点组分(Bi，Sb，Mg，Ti)过量挥发，导致器件电压敏参数下降。2000年8月份的《电子元件与材料》杂志发表的《大通流高电压高α值ZnO压敏电阻器》提供的压敏材料的组分(质量分数)为Bi2O3(2.00～3.00)％、Co2O3(1.00～2.00)％、SiO2(0.5～1.0)％、MnO2(0.4～0.8)％、Sb2O3(2.0～3.0)％、ZrO2(0.001～0.01)％。2004年8月份《电子元件与材料》杂志发表的《(Ni，Mg，Al)掺杂对ZnO压敏材料电学性的影响》提供的压敏材料组分(摩尔分数为)：90.4％ZnO、5.18％Bi2O3、1.84％Sb2O3、0.97％Co2O3、0.84％Ni2O3、0.64％Cr2O3、0.13％MnO2、(0～0.08)％MgO、(0～0.008)％Nb2O5、(0～0.004)％Al(NO3)3·9H2O。这两种组分材料的电压敏参数均不够理想，而且烧结温度偏高。
(三)发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电压敏参数更优化的防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料。
本发明采用的解决方案是：
防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料包括以下组分：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.8800～0.9100、0.0400～0.0510、0.0100～0.0136、0.0045～0.0085、0.0060～0.0130、0.0050～0.0100、0.0030～0.0080、0.0040～0.0090、0.0040～0.0060、0.0010～0.0040、0.0020～0.0050、0.0010～0.0030。
Co2O3、Ni2O3、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、Ga2O3元素的适量添加，可提高材料的晶界势垒高度，从而提高非线性系数α值，提高材料的致密性和晶粒的均匀性，使通流后压敏电压变化率得到很大改善，残压比明显降低。
Sb2O3、TiO2、MgO元素的适量添加，可使晶界层的生长趋于完善，使晶界层被高电压击穿导通后的自我恢复能力得到提高，从而可减小漏电流，通流后压敏电压变化率变小。这些低熔点材料的添加，可明显地降低材料的烧结温度，提高材料的成品率。
本发明的几项主要电压敏参数(样品以压敏电压为620V，34×34mm方片为例)：非线性系数α值为100～120；漏电流0.75V1mA下小于0.8μA，通流后压敏电压变化率(8/20μS波40kA双方向各2次)V1mA变化率为±(2.0～5.0)％；残压比V20kA/V1mA为2.05～2.20，V40kA/V1mA为2.55～2.70。
本发明采取多元掺杂改性的方法使添加剂达到11种，解决了主要的电压敏参数的优化问题，同时这种材料还具有1050℃较低的烧结温度，保温时间为150分钟，显著节约能源。而且产品的成品率高达95％以上。
(四)具体实施方式
实施例1：
组分为：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.8870、0.0410、0.0100、0.0072、0.0126、0.0092、0.0080、0.0090、0.0060、0.0040、0.0040、0.0020。主要电压敏参数(样品以34×34mm方片为例)：非线性系数α值为112；漏电流0.75V1mA下小于0.8μA；通流后压敏电压变化率(8/20μS波40kA双方向各2次)V1mA变化率为±4.0％；残压比V20kA/V1mA为2.05、V40kA/V1mA为2.55。
实施例2：
组分为：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.9020、0.0460、0.0100、0.0060、0.0060、0.0070、0.0050、0.0060、0.0050、0.0040、0.0020、0.0010。主要电压敏参数(样品以压敏电压620V，34×34mm方片为例)：非线性系数α值为110；漏电流0.75V1mA下小于0.8μA；通流后压敏电压变化率(8/20μS波40kA双方向各2次)V1mA变化率为4±4.2％；残压比V20kA/V1mA为2.1、V40kA/V1mA为2.56。
实施例3：
组分为：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.9100、0.040、0.0100、0.005、0.008、0.007、0.0050、0.0060、0.0040、0.0010、0.0030、0.0010。主要电压敏参数(样品以34×34mm方片为例)：非线性系数α值为108；漏电流0.75V1mA下小于1.2μA；通流后压敏电压变化率(8/20μS波40kA双方向各2次)V1mA变化率为±4.10)％；残压比V20kA/V1mA为2.17，V40kA/V1mA为2.65。
实施例4：
组分为：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.88、0.050、0.0122、0.0085、0.01、0.0086、0.0072、0.0085、0.00450、0.0030、0.0045、0.0030。主要电压敏参数(样品以34×34mm方片为例)：非线性系数α值为118；漏电流0.75V1mA下小于1μA；通流后压敏电压变化率(8/20μS波40kA双方向各2次)V1mA变化率为±3.4％；残压比V20kA/V1mA为2.05，V40kA/V1mA为2.6。

Claims (1)

1.一种电压敏参数更优化的防雷用多元掺杂改性ZnO压敏材料，其特征在于：包括以下组分：ZnO、Bi2O3、Co2O3、MnCO3、Sb2O3、Cr2O3、Ni2O3、TiO2、Nb2O5、Al(NO3)3·9H2O、MgO、Ga2O3；其摩尔比为：0.8800～0.9100、0.0400～0.0510、0.0100～0.0136、0.0045～0.0085、0.0060～0.0130、0.0050～0.0100、0.0030～0.008、0.0040～0.0090、0.0040～0.0060、0.0010～0.0040、0.0020～0.0050、0.0010～0.0030。
CNB2004100364038A 2004-11-22 2004-11-22 防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料 Expired - Fee Related CN100361238C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100364038A CN100361238C (zh) 2004-11-22 2004-11-22 防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100364038A CN100361238C (zh) 2004-11-22 2004-11-22 防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1610019A true CN1610019A (zh) 2005-04-27
CN100361238C CN100361238C (zh) 2008-01-09

Family

ID=34763553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100364038A Expired - Fee Related CN100361238C (zh) 2004-11-22 2004-11-22 防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100361238C (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100412029C (zh) * 2006-11-30 2008-08-20 华南理工大学 氧化锌基高电位梯度压敏陶瓷材料及其制备方法与应用
CN101367649B (zh) * 2008-10-13 2011-08-24 电子科技大学 一种氧化锌压敏电阻介质材料及电阻器制备方法
CN101239819B (zh) * 2007-09-14 2012-05-16 深圳顺络电子股份有限公司 片式多层氧化锌压敏电阻陶瓷粉料制备方法
CN102509595A (zh) * 2011-12-13 2012-06-20 河南省电力公司平顶山供电公司 直流避雷器用电阻片
CN102584206A (zh) * 2012-01-19 2012-07-18 深圳顺络电子股份有限公司 一种氧化锌压敏电阻生料
CN103011798A (zh) * 2012-12-19 2013-04-03 广西新未来信息产业股份有限公司 一种高焦耳型压敏电阻及其制备方法
CN105016721A (zh) * 2015-07-01 2015-11-04 清华大学 采用铝、镓和钇离子共同掺杂制备ZnO压敏电阻陶瓷的方法
CN105272207A (zh) * 2015-10-29 2016-01-27 清华大学 一种ZnO压敏陶瓷微球的制备方法
CN105859279A (zh) * 2016-04-06 2016-08-17 清华大学 一种制备性能优良氧化锌压敏电阻陶瓷的新型工艺方法
CN106946562A (zh) * 2017-04-13 2017-07-14 贵州大学 In3+、Nb5+复合施主掺杂ZnO压敏陶瓷及制备方法
CN111362689A (zh) * 2020-05-09 2020-07-03 湖南省湘电试研技术有限公司 通过调控氧化铋晶体形态提升氧化锌压敏电阻通流能力的方法与氧化锌电阻片及其制备方法
CN115959899A (zh) * 2022-12-28 2023-04-14 安徽工程大学 一种Ga掺杂氧化锌复合功能陶瓷、制备方法及其应用
CN116143511A (zh) * 2022-12-30 2023-05-23 南阳金牛电气有限公司 一种低压比高通流能力氧化锌电阻片的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02196401A (ja) * 1989-01-25 1990-08-03 Meidensha Corp 電圧非直線抵抗体
JPH05234716A (ja) * 1992-02-26 1993-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 酸化亜鉛バリスタ
JP2001307909A (ja) * 2000-04-25 2001-11-02 Toshiba Corp 電流−電圧非直線抵抗体

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100412029C (zh) * 2006-11-30 2008-08-20 华南理工大学 氧化锌基高电位梯度压敏陶瓷材料及其制备方法与应用
CN101239819B (zh) * 2007-09-14 2012-05-16 深圳顺络电子股份有限公司 片式多层氧化锌压敏电阻陶瓷粉料制备方法
CN101367649B (zh) * 2008-10-13 2011-08-24 电子科技大学 一种氧化锌压敏电阻介质材料及电阻器制备方法
CN102509595A (zh) * 2011-12-13 2012-06-20 河南省电力公司平顶山供电公司 直流避雷器用电阻片
CN102584206A (zh) * 2012-01-19 2012-07-18 深圳顺络电子股份有限公司 一种氧化锌压敏电阻生料
CN103011798A (zh) * 2012-12-19 2013-04-03 广西新未来信息产业股份有限公司 一种高焦耳型压敏电阻及其制备方法
CN103011798B (zh) * 2012-12-19 2014-03-05 广西新未来信息产业股份有限公司 一种高焦耳型压敏电阻及其制备方法
CN105016721B (zh) * 2015-07-01 2020-07-28 清华大学 采用铝、镓和钇离子共同掺杂制备ZnO压敏电阻陶瓷的方法
CN105016721A (zh) * 2015-07-01 2015-11-04 清华大学 采用铝、镓和钇离子共同掺杂制备ZnO压敏电阻陶瓷的方法
CN105272207A (zh) * 2015-10-29 2016-01-27 清华大学 一种ZnO压敏陶瓷微球的制备方法
CN105272207B (zh) * 2015-10-29 2017-10-31 清华大学 一种ZnO压敏陶瓷微球的制备方法
CN105859279A (zh) * 2016-04-06 2016-08-17 清华大学 一种制备性能优良氧化锌压敏电阻陶瓷的新型工艺方法
CN106946562A (zh) * 2017-04-13 2017-07-14 贵州大学 In3+、Nb5+复合施主掺杂ZnO压敏陶瓷及制备方法
CN106946562B (zh) * 2017-04-13 2020-11-10 贵州大学 In3+、Nb5+复合施主掺杂ZnO压敏陶瓷及制备方法
CN111362689A (zh) * 2020-05-09 2020-07-03 湖南省湘电试研技术有限公司 通过调控氧化铋晶体形态提升氧化锌压敏电阻通流能力的方法与氧化锌电阻片及其制备方法
CN111362689B (zh) * 2020-05-09 2021-02-05 湖南省湘电试研技术有限公司 通过调控氧化铋晶体形态提升氧化锌压敏电阻通流能力的方法与氧化锌电阻片及其制备方法
WO2021227220A1 (zh) * 2020-05-09 2021-11-18 湖南省湘电试研技术有限公司 通过调控氧化铋晶体形态提升氧化锌压敏电阻通流能力的方法与氧化锌电阻片及其制备方法
CN115959899A (zh) * 2022-12-28 2023-04-14 安徽工程大学 一种Ga掺杂氧化锌复合功能陶瓷、制备方法及其应用
CN116143511A (zh) * 2022-12-30 2023-05-23 南阳金牛电气有限公司 一种低压比高通流能力氧化锌电阻片的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100361238C (zh) 2008-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100361238C (zh) 防雷用多元掺杂改性氧化锌压敏材料
JPS6325685B2 (zh)
CN101503292B (zh) 直流氧化锌电阻片
CN1143255A (zh) 具有正电阻温度系数的半导体陶瓷合成物及其制造方法
US20150145638A1 (en) ZnO MULTILAYER CHIP VARISTOR WITH BASE METAL INNER ELECTRODES AND PREPARATION METHOD THEREOF
CN101786874A (zh) 一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法
JPS62237703A (ja) 電圧非直線抵抗体の製造法
CN105016721A (zh) 采用铝、镓和钇离子共同掺杂制备ZnO压敏电阻陶瓷的方法
JP3039224B2 (ja) バリスタの製造方法
CN110423110B (zh) 一种超高非线性ZnO-Bi2O3基压敏陶瓷及其制备方法
JPH09320814A (ja) 酸化亜鉛積層チップバリスタの製造方法
US5039971A (en) Voltage non-linear type resistors
CN101625918B (zh) 电流-电压非线性电阻体
KR20030078095A (ko) 프라세오디뮴계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법
KR102666011B1 (ko) ＺｎＯ계 바리스터 조성물과 이의 제조방법 및 바리스터
JP2536128B2 (ja) 電圧非直線抵抗素子の製造方法
JPS5912002B2 (ja) 電圧非直線抵抗器とその製造方法
JPH04245602A (ja) 電圧非直線抵抗体
JP2985559B2 (ja) バリスタ
KR100676725B1 (ko) 송변전급 피뢰기용 산화아연 조성물의 제조방법
KR100782396B1 (ko) 뇌써지 보호 송·변·배전 피뢰기 소자
JP2001052907A (ja) セラミック素子とその製造方法
KR20230097845A (ko) ZnO계 바리스터 조성물과, 그 바리스터 및 이의 제조 방법
JPH05234716A (ja) 酸化亜鉛バリスタ
JPH0795482B2 (ja) バリスタの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee