乳胶体系流延片叠层制备ZnO压敏陶瓷材料研究
ZnO压敏陶瓷的研究进展概要
ZnO压敏陶瓷的研究进展摘要：ZnO压敏陶瓷是众多压敏陶瓷中性能最优异的一种，它是以ZnO为主原料，通过掺杂Bi2O3、TiO2、Co2O3、MnO2、Cr2O3和Nb2O5等氧化物改性烧结而成。
本文通过介绍ZnO粉体的合成方法、掺杂改性等方面入手，对ZnO压敏陶瓷的发展趋势进行探讨，并针对某些共性问题提出自己的一些看法。
关键词：ZnO压敏陶瓷；掺杂；制备；发展趋势The development trends of ZnO varistor ceramic Abstract: The ZnO varistor ceramic is one of the varistor ceramics which with best properties. The main raw material is ZnO, then mixed with some oxides ,such as Bi2O3、TiO2、Co2O3、MnO2、Cr2O3、Nb2O5 and so on ,to change it’s properties and sinter it .This text briefly described the methods of producing ZnO powder and mixing something to change the properties of it .Present situation in development of varistor ceramic as well as its developing tendency was also analyzed .Some suggestions and opinions were proposed for problems on common characteristics. Key words: ZnO varistor ceramic; mixed; produce; developing tendency1.前言ZnO压敏陶瓷是一种多功能新型陶瓷材料，它是以ZnO主为体，添加若干其他改性金属氧化物的烧结体材料。
ZnO压敏陶瓷液相低温烧结技术的研究进展
第 ３ 卷 （０６第 ４ ４ ２０ ） 期
计算机与数字工程
ｌｌ Ｏ
Ｚ Ｏ压 敏 陶瓷 液 相低 温 烧结 技 术 的研 究 进 展 ｎ
叶祖勋 吕文中 汪小红 梁 飞
武汉
朱建华
４０７） ３ ４ ０
（ 中科技大学 电子科学与技术 系 华 摘
ｅ ｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｕｔ ａ ｅ ｈ ｐ ｖ ｒ ｔｒ ｏ ｍｐ ｒｔｒ ｉｔｒ ｇ ｉ ｕｄ ｐ ａｅ ｓｎｅ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｌ ｌｙ ｒ ｉ ａ ｓｏ ，ｌｗ ｔ ｅ ａ ｅ ｓ ｅ ｎ ，ｌ ｉ ｈ ｓ ｉｔｒ ｇ ｉ ｃ ｉ ｅ ｕ ｎ ｉ ｑ ｉ
ＹｅＺａ ｕ Ｌ Ｗ ｅ ｚ ｏ ｇ Ｗ ａ ｇＸｉｏ ｏ ｇ Ｉａ ｇＦ ｉ Ｚ ｕ Ｊａ ｈ ａ ｘｎ ｕ ｎｈｎ ｎ ａ ｈ ｎ ａ ｎ ｅ ｈ ｉｎ ｕ
（ ｅａｔｅｔ ｆ ｌ ｔ ｎ ｃ ｎｅａｄＴｃｎｌ ｙ Ｈ Ｓ ， ｈｎ ４０７ ） Ｄ ｐｒ ｎ ｏ Ｅｅ ｒ ｉ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈｏ ｇ ， Ｕ Ｔ Ｗｕａ ３０４ ｍ ｃｏ ｃ ｅ ｏ
坌 Ｈ 生 壁 Ｉ 堡
２ Ｚ Ｏ压 敏 陶瓷 烧结 过 程 中的 液相 ｎ
传质机构 。
通过 在 ＺＯ压 敏 基 料 中 掺 杂低 熔 点 的烧 结 助 ｎ
图 １ Ｍ Ｖ的生产 工艺流 程 Ｌ
量轻 、 压敏电压低 （ 最低可至 ２ ）响应速度快（ — ｖ、 １
５ｓ、 ｎ）温度特性好 、 通流通量大、 耐湿 、 寿命长 、 可靠
Ａｄ ａ ｃ ｓｉ ｅｈ ｄ ｆＬ ｗ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｕ ｄ Ｐ ａ ｅ Ｓ ｔ ｒｎ ｎ Ｖａ ｉｔｒ Ｃ ｒ ｍｉｓ ｖ ｎ ｅ Ｍ ｔ ｏ ｓ ｏ ｏ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｌ ｑ ｉ ｈ ｓ ｉ ｅ ｉ ｇ Ｚ Ｏ ｒｓｏ ｅ ａ ｃ ｎ ｎ
高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备、性能及机理研究的开题报告
高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备、性能及机理研究的开题报告1. 研究背景随着现代电子技术的发展，压敏材料在电子元器件中的应用越来越广泛。
因此，对压敏材料的研究和制备变得越来越重要。
高电位梯度ZnO压敏陶瓷作为一种性能优异的压敏材料，具有灵敏度高、稳定性好、可靠性高等优点，同时也能够适应不同的使用环境。
因此，对高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备、性能、机理等方面开展研究具有重要意义。
2. 研究目的和意义本研究旨在深入探究高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备、性能及机理，并寻求制备高性能高电位梯度ZnO压敏陶瓷的方法。
通过对高电位梯度ZnO压敏陶瓷进行理论分析和实验研究，将有助于提高高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备工艺，探究高电位梯度ZnO压敏陶瓷的性能和机理，同时也为相关领域的学术研究提供新的思路和方法。
3. 研究内容和方案(1) 高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备方案：选择适合的制备方法，对材料制备条件进行控制，确保材料的高纯度、均匀性和致密度。
(2) 高电位梯度ZnO压敏陶瓷的性能测试方案：对制备好的高电位梯度ZnO压敏陶瓷进行性能测试，包括电学性能、力学性能等方面的测试。
(3) 高电位梯度ZnO压敏陶瓷机理分析方案：通过分析材料的晶体结构、成分分析、界面结构等方面的数据，深入探究高电位梯度ZnO压敏陶瓷的机理。
4. 研究进度安排预计本研究将于一年内完成。
第1-2个月：文献调研和理论研究。
第3-6个月：高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备和实验研究。
第7-8个月：高电位梯度ZnO压敏陶瓷的性能测试。
第9-10个月：机理分析和数据处理。
第11-12个月：研究结果分析、结论撰写和论文写作。
5. 预期成果(1) 高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备工艺及性能测试数据。
(2) 高电位梯度ZnO压敏陶瓷的机理分析。
(3) 发表本研究相关的学术论文。
(4) 提高高电位梯度ZnO压敏陶瓷的制备工艺，推动相关领域的研究发展。
先进陶瓷材料报告
③ 浆料成膜机理讨论
浆料成膜的过程是通过下面几个步骤实现:(a)
乳胶粒子首先在陶瓷颗粒表面吸附;(b)随着水 的蒸发，乳胶粒子相互靠近，聚结，在颗粒 表面开始成膜;(c)陶瓷颗粒移动、靠近，表面 的乳胶发生接触并产生粘合力;(d)水分基本挥 发完，乳胶成膜基本完成，此时陶瓷颗粒被 乳胶膜整体约束，最终聚结、固化形成陶瓷 膜。 下面是乳胶成膜机理的过程图
注：第一个刀口减少浆料高度变化带来的压力变化，浆料 在基带上铺展厚度几乎完全由第二个刀口孔隙来控制，流延片的 厚度基本保持一定，不会出现厚薄不均。
⑤ 乳胶体系流延片叠加机理讨论
实验中使用热压工艺的方法。其过程如下： 先在流延片表面预先涂覆(包括喷涂、滚涂、 刷涂等)很薄一层热熔胶，如图(a)、(b);在叠 层加工过程中，流延卷材通过一个能加热的 热轧辊，温度以能软化热熔胶为限，如图(c) 所示;经过加热的流延片迅速被切割并叠层， 形成所需要形状的坯体，如图(d)所示。下面 是整个过程的示意图
Thanks!
流延成型工艺的研究现状
流延成型工艺经过一下几个发展过程：
传统流延成型 水基流延成型 乳胶系水基流延成型 从国内外近年的研究情况来看，传统非水体系的流 延工艺的研究已经比较成熟。但传统的方法中使用 了大量易燃、有毒的有机溶剂以及粘接剂、分散剂 等，对人体及环境都会造成一定的危害。水基流延 成型成本低，无毒、绿色环保而发展迅速，乳胶体 系水基流延成型是新工艺的发展方向在研究当中。
乳胶体系水基流延工艺及其叠层制备陶瓷 材料
姓名： 学号： 专业：
报告内容
①
②
③ ④ ⑤
流延成型工艺简介 流延成型工艺的研究现状 讨论的主要内容 乳胶体系水基流延浆料的制备 流延工艺干燥过程 浆料成膜机理讨论 流延片的成型烧结与性能 乳胶体系流延片叠加机理讨论 实验讨论 结束语
ZnO压敏陶瓷的研究进展
ZnO压敏陶瓷的研究进展摘要：ZnO压敏陶瓷是众多压敏陶瓷中性能最优异的一种，它是以ZnO为主原料，通过掺杂Bi2O3、TiO2、Co2O3、MnO2、Cr2O3和Nb2O5等氧化物改性烧结而成。
本文通过介绍ZnO粉体的合成方法、掺杂改性等方面入手，对ZnO压敏陶瓷的发展趋势进行探讨，并针对某些共性问题提出自己的一些看法。
关键词：ZnO压敏陶瓷；掺杂；制备；发展趋势The development trends of ZnO varistor ceramic Abstract: The ZnO varistor ceramic is one of the varistor ceramics which with best properties. The main raw material is ZnO, then mixed with some oxides ,such as Bi2O3、TiO2、Co2O3、MnO2、Cr2O3、Nb2O5 and so on ,to change it’s properties and sinter it .This text briefly described the methods of producing ZnO powder and mixing something to change the properties of it .Present situation in development of varistor ceramic as well as its developing tendency was also analyzed .Some suggestions and opinions were proposed for problems on common characteristics. Key words: ZnO varistor ceramic; mixed; produce; developing tendency1.前言ZnO压敏陶瓷是一种多功能新型陶瓷材料，它是以ZnO主为体，添加若干其他改性金属氧化物的烧结体材料。
ZnO压敏陶瓷材料排胶工艺研究7-3-A
－０．４
１００
２００
３００
４００
５００
温度（℃）
（２ａ）Ｓ１ 粉料热分析图谱
ＤＳＣ／（ｍＷ／ｍｇ）
质量变化：－０．１７％
↑放热 ０．６
质量变化：－０．４０％
［１］ ０．４
峰值：３００．７℃，０．０６３９３ ｍＷ／ｍｇ
质量变化：－０．０５％
０．２ 峰值：４１８．１℃，０．０２８２３ ｍＷ／ｍｇ
０．０ ［１］
样品编号
Ｓ１ Ｓ２ Ｓ３
ＺｎＯ
１．０ ｍｏｌ １．０ ｍｏｌ １．０ ｍｏｌ
表１、试验样品配方组成
Ｂｉ２Ｏ３ 、Ｃｏ３Ｏ４ 、 Ｍｎ２ＣＯ３ 、Ｎｉ２Ｏ３
Ｓｂ２Ｏ３
各０．５ｍｏｌ 各０．５ｍｏｌ 各０．５ｍｏｌ
２．０ｍｏｌ ０．８ ｍｏｌ ０．０５ｍｏｌ
ＴｉＯ２
０ ０ ０．５ｍｏｌ
Ａｌ（ＮＯ３）３•９Ｈ２Ｏ ＡｇＮＯ３ Ｈ３ＢＯ３ 适量
量变化，Ｓ３粉料则表现为失重０．２３％。 针对上述第（１）项分析结果，在３００℃左右的放热
峰应该是三个试样共同的化学成分造成，氧化锌本身在 这个温度附近并无明显物理化学反应（见图３ａ），氧化 铋在此温度范围无放热吸热反应［２］，氧化镍在３５８℃有个 较小吸热谷［２］，在加热温升速率较大的时候，碳酸锰的 分解反应会持续较大温度区间，因此，３００℃左右的放热峰 应该与Ｃｏ３Ｏ４有关。
针对上述第（２）项分析结果，在４２０℃和４９０℃两个 有少量差别是由于Ｓ１，Ｓ２中Ｓｂ２Ｏ３与其他添加物共同存在， 放热峰随Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３的顺序逐渐减弱甚至消失，说明这与其 可能对Ｓｂ２Ｏ３的化学变化产生影响，４２０℃左右的放热峰应
ＴＧ／％ １０４ １０３ １０２ １０１ １００
zno压敏陶瓷溅射金属化的研究
zno压敏陶瓷溅射金属化的研究近年来，随着生产技术的不断发展，高性能的材料应用范围也在不断扩大。
其中，受压敏（PVDS）陶瓷研究的限制，深入研究PVDS陶瓷还有待完善。
压敏陶瓷（PVDS）是一种新型结构复合材料，聚合物增强陶瓷（PEC）。
它可以有效地提供耐高应力、耐热、耐腐蚀、耐氧化、抗热变形能力以及抗热负载能力。
然而，深入研究压敏陶瓷的性能和行为，以及进一步发展新的高性能PVDS材料，还有待开发更高性能的PVDS材料。
在研究压敏陶瓷性能和行为方面，一种新型技术称为激射金属化技术（SLM）也被广泛研究。
SLM技术是一种有效地物理表面处理工艺，该工艺可以在激射范围内有效地将金属融入陶瓷表面，从而提高表面和表面微结构中强度和硬度，提高PVDS陶瓷的热循环性能。
同时，还可以显着提高耐磨性，阻燃性，耐腐蚀性和抗冲击性。
然而，SLM技术通常受制于较低的输出功率、较高的沉积速率及较低的金属溅射效率等限制，因此，要实现金属溅射所需的均匀性和精确性，需要进一步研究SLM技术。
因此，本研究的目的是探讨PVDS陶瓷溅射金属化的性能，以期在提高PVDS的性能和行为方面取得积极的结果。
首先，采用SLM技术对PVDS陶瓷进行溅射金属化，以了解溅射金属化对PVDS的改性效果。
其次，对改性后的PVDS进行测试，以评估它的性能和行为。
最后，利用宏观分析和显微分析技术，研究PVDS改性后的微观结构，以更好地了解溅射金属化对其表面和尺寸的影响。
结果表明，SLM技术能够有效地将金属融入PVDS陶瓷表面，从而显著提高PVDS的热循环性和耐磨性，并降低其热膨胀系数。
此外，溅射金属化还能显著改善PVDS表面的表面粗糙度和抗热变形性能，这在微观结构分析中得到了证实。
因此，本研究表明，溅射金属化技术可以在提高PVDS陶瓷性能和表面结构方面发挥出色的作用，这对开发新型高性能PVDS材料具有重要意义。
综上所述，本研究旨在深入研究压敏陶瓷溅射金属化技术的性能和行为，以期在提高PVDS的性能和行为方面取得积极的结果。
水基流延片式ZnO压敏电阻器低温共烧工艺及其性能
赵荣祥等：离子液体对超声法制备硫化锌粒径及光催化性能的影响・ 523 ・第40卷第4期水基流延片式ZnO压敏电阻器低温共烧工艺及其性能万帅1，吕文中2，付振晓3(1. 国网电力科学研究院，武汉 430074；2. 华中科技大学电子科学与技术系，武汉 430074；3. 广东风华高新科技股份有限公司技术中心，广东肇庆 526020)摘要：用环境扫描电子显微镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能谱(EDXS)等研究了水基流延片式ZnO压敏电阻器的低温共烧工艺及其对微观结构和电学性能的影响规律。
ESEM分析结果表明：当等静压压力为60MPa时，Ag电极与流延膜生坯界面结合紧密，Ag电极分布连续，900℃共烧时，未出现开裂、分层，两者收缩率接近。
EDXS和XRD分析结果表明：900℃共烧时，Ag在片式压敏电阻器中以单质形式存在，流延膜与Ag 电极化学兼容性良好，且在共烧界面处未发现有明显的Ag离子扩散。
该流延膜可以与Ag电极在900℃时实现低温共烧，用此制备的片式ZnO压敏电阻器具有良好的压敏性能：压敏电压V1mA=6.1V，非线性系数α=28.1，漏电流I L=0.15μA。
关键词：水基流延；片式氧化锌压敏电阻；银电极；叠层；界面扩散中图分类号：TN304；TB34 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)04–0523–06网络出版时间：DOI：网络出版地址：Low-Temperature Co-Firing Preparation and Properties of ZnO Chip Varistor byAqueous Tape CastingWAN Shuai1，LÜ Wenzhong2，FU Zhenxiao3(1. State Grid Electric Power Research Institute, Wuhan 430074, China; 2. Department of Electronic Science and Technology,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China; 3. Fenghua Advanced Technology HoldingCo., Ltd, Zhaoqing 526020, Guangzhou, China)Abstract: Effect of low-temperature co-firing preparation on the microstructure and electrical properties of ZnO chip varistor pre-pared using an aqueous tape casting was investigated by environmental scanning electron microscopy (ESEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS). The ESEM results show that ZnO varistor sheets and Ag pastes contact with each other compactly under an isostatic pressures of 60MPa. Ag electrode was distributed continuously and not delaminated with ZnO varistor sheets when co-fired at 900℃. The EDXS and XRD results reveal that Ag electrode remains the state of single matter in ZnO chip varistor when sintered at 900℃. There was no chemical reaction and interfacial diffusion occurred between Ag electrode and ZnO varistor sheets at the interface of ZnO chip varistor. ZnO varistor sheets by aqueous tape casting could be co-fired with Ag electrode at 900℃. The excellent electrical properties of ZnO chip varistor were obtained as follows: Breakdown voltage V1mA=6.1V, nonlinear coefficient α=28.1, and leakage current I L=0.15μA.Key words: aqueous tape casting; multilayer zinc oxide varistor; silver electrode; lamiation; interfacial diffusion片式压敏电阻器(multilayer varistor，MLV)是采用独石电容器结构将ZnO压敏电阻流延膜生坯层和内电极层交错排布，通过烧结使压敏陶瓷层形成并联结构的低压压敏电阻元件[1–3]。
纳米ZnO压敏陶瓷的制备及性能研究
太原理工大学硕士学位论文纳米ZnO压敏陶瓷的制备及性能研究姓名：闫晓燕申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：卫英慧2003.4.1查墨墨兰垄兰堡主兰堡垒墨．——Ｙ５．ｆ８２＿ｆ７摘要ＺｎＯ压敏电阻器具有非线性Ｉ—ｖ特性高、浪涌吸收能力强、漏电流小、通流容量大等优点，广泛应用于电力系统和微电子等领域。
传统的ＺｎＯ压敏电阻器是以微米级的ＺｎＯ粉体为原料，受其固有的物理、化学和热力学特性的制约，难以提高其性能。
为了寻求解决这些问题的方法，进一步提高产品质量，本文从纳米ＺｎＯ粉体的制备入手，研究了纳米ＺｎＯ压敏陶瓷的烧结和压敏性能，并和普通ＺｎＯ压敏陶瓷的性能进行比较。
取得如下结果：（１）采用直接沉淀法可制备出粒径小于ｌＯＯｎｍ的ＺｎＯ纳米粉体。
随前驱体焙烧温度的升高和焙烧时间的延长。
晶粒逐渐长大，晶体发育趋于完整。
经过计算，纳米ＺｎＯ的晶粒生长动力学指数为１．８，比其他～些氧化物的晶粒生长动力学指数小。
（２）随着烧结温度的升高，ＺｎＯ压敏陶瓷的晶粒逐渐长大，结构逐渐致密；随着温度的进一步提高，晶粒内部出现气孔，至１２００℃时，晶粒内的气孔（微空洞）明显地增多、变大。
所以欲获得显微结构均匀、性能优异的ＺｎＯ压敏陶瓷片，其烧结温度不能过高，以１２００℃为宜。
（３）纳米ＺｎＯ压敏陶瓷烧结后得到比普通ＺｎＯ压敏陶瓷晶粒尺寸小的烧结体，而且纳米ＺｎＯ压敏陶瓷比普通ＺｎＯ压敏陶瓷结构均匀。
—————————————————，——————————————————＋———————————————＿———————————，——————一一太原理工大学硕士学位论文（４）坯：体在低温（９００℃）烧结时，晶粒中存在大量的亚晶界，陶瓷体中能产生非线性特性的晶界层的作用不十分明显，从而造成非线性消失。
随着烧结温度的升高，亚晶界数目减少，到１２００。
Ｃ后就会趋于消失，其非线性特性较好。
（５）纳米ＺｕＯ压敏陶瓷比普通ＺｕＯ压敏陶瓷的非线性特性要好。
低温制备ZnO压敏陶瓷及其电性能研究
0 引言随着电子-电力设备的高速发展 以及电路设备的功耗逐渐增大，多层式压敏电阻在电器设备中所起的作用越来越大。
ZnO压敏陶瓷作为一种多功能的N型半导体电子材料，具有较宽的禁带宽度（3.37 eV）、高的非线性系数、高通流容量、优异的能量吸收能力以及低成本等特性，被低温制备ZnO压敏陶瓷及其电性能研究11211周波 鲁加加 吴龙 马雪 李良锋（1. 西南科技大学材料科学与工程学院 绵阳 621010；2. 青岛市产品质量监督检验研究院 青岛 266101）摘 要 ZnO压敏陶瓷作为电压保护以及抗浪涌设备中电子元器件的核心材料，其高非线性系数，高通流容量，强浪涌吸收能力等性能研究以及低温烧结制备技术受到广泛关注。
通过掺杂烧结助剂BST（Bi O∶SiO∶TiO摩尔比为6∶4∶3），2322于875 ℃烧结制备了性能优异的ZnO压敏陶瓷。
主要探究了烧结助剂的掺量对ZnO压敏陶瓷的物相组成、微观结构、体积密度以及压敏性能的影响。
结果表明：BST掺杂会导致晶粒细化，有效地提高样品的致密度及压敏性能。
当BST掺量摩尔分数3为0.25%时，获得样品的综合性能最佳，体积密度为5.63 g/cm，相对密度为97.4%，非线性系数最大为38.9，电压梯度为最2小值301.2 V/mm，漏电流密度为最小值0.028 m A/cm。
关键词 ZnO压敏陶瓷；低温烧结；压敏性能；非线性系数中图分类号：TQ174 文献标识码：A 文章编号：1003－1987（2020）07－0016－0Low Temperature Preparation and Electrical Properties of ZnO Varistor Ceramics11211ZHOU Bo, LU Jiajia, WU Long, MA Xue, LI Liangfeng（1. School of Materials Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China；2. Qingdao Product Quality Supervision and Testing Research Center, Qingdao 266101, China）Abstract: As the core material of electronic components in voltage protection and anti-surge equipment, ZnO varistor ceramic has attracted wide attention due to its high nonlinear coefficient, high current capacity, strong surge absorption capacity and other low-temperature sintering preparation technologies. ZnO varistorceramics with excellent properties were prepared by doping sintering aid BST the molar ratio of Bi O-23 SiO-TiO is 6∶4∶3at 875 °C. The effects of the content of sintering aids on the phase composition, 22microstructure, density, and electrical properties of ZnO varistor ceramics were mainly investigated. The results show that BST doping will lead to grain refinement, which can effectively increase the density and electrical properties of the sample. When the BST content is 0.25mol%, the comprehensive performance of3the obtained sample is the best. The bulk density is 5.63g/cm, relative density is 97.4%,the minimum2voltage gradient is 301.2V/mm, and the leakage current density is 0.028 μA/cm.Key Words: ZnO varistor, low-temperature sintering, electrical property, nonlinear coefficient5——————————作者简介：周波（1995-），男，硕士 。
一种制备ZnO压敏陶瓷的两步烧结方法[发明专利]
![一种制备ZnO压敏陶瓷的两步烧结方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/181853aabe1e650e53ea9901.png)
专利名称：一种制备ZnO压敏陶瓷的两步烧结方法专利类型：发明专利
发明人：王茂华,马小玉,江雯
申请号：CN201410484826.X
申请日：20140922
公开号：CN104261838A
公开日：
20150107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种ZnO压敏陶瓷材料的两步烧结方法，属于电子陶瓷制备及应用技术领域。
包括将纳米复合ZnO粉体加入聚乙烯醇溶液研磨、造粒、过筛和压制成片状的步骤以及烧结ZnO压敏陶瓷的步骤，其特征在于：采用两步烧结法烧结ZnO压敏陶瓷，烧结步骤如下：以5~10℃/min升温至1200℃，保温30min，以5℃/min降温至1000~1100℃，保温1~5h后以5℃/min降温至500℃，再自然冷却至室温。
根据两步烧结法来改善ZnO压敏陶瓷材料的微观结构，提高ZnO压敏陶瓷材料的电性能。
申请人：常州大学
地址：213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：楼高潮
更多信息请下载全文后查看。
ZnO压敏陶瓷制造用有机原材料的选择及优化应用_续_
（接《电瓷避雷器》２００７年第３期第４６页）２分散剂分散剂是一种表面活性剂，为了便于理解分散剂的作用原理，首先介绍有关表面活性剂的理化性能，然后介绍适合于氧化锌浆料制备的表面活性剂，包括分散剂、消泡剂等。
ＺｎＯ水基浆料处于一种胶体状态，ＺｎＯ颗粒之间既受引力的作用，也受斥力的作用，当斥力势能大于ＶａｎｄｅｒＷａａｌｓ引力势能时，浆料才是稳定分散的。
斥力产生的机理有两种：双电层的电斥稳定机理和高聚物大分子的空间位阻稳定机理。
在水基浆料中，排斥能是两种机理共同作用的结果；在非水基浆料中，排斥能主要由高聚物分子的位阻作用提供。
当高分子聚合物以其非溶性基团锚固在固体颗粒表面时，其可溶性基团向介质中充分伸展，充当稳定因子，阻碍颗粒的沉降。
这便是高分子聚合物的空间位阻稳定机理，分散剂使粉料均匀地分散在浆料中。
在ＺｎＯ陶瓷浆料中必须添加分散剂。
其作用是：利用其分散作用促使各成分分散混合均匀，最大限度降低浆料含水量，即浆料的固体浓度提高到６７％以上，才可能改善喷雾造粒粉料的物理性状（如：颗粒形状、粒度及其分布以及密度等）。
２．１表面活性剂［５，６］能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。
加入少量表面活性剂时，能大大降低溶剂（一般为水）的表面张力，改变体系的界面状态，从而产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡，以及加溶等一系列作用。
从化学结构上看，可将其看作是碳氢化合物，烃分子上加一个（或一个以上）极性取代基构成的。
此极性基可以是离子，也可以是不电离的基团，因此，可分为离子型和非离子型表面活性剂。
从分子结构特点看，表面活性剂总是由非极性的亲油（疏水的碳氢链部分）和极性的亲水（疏油的基团）共同构成的，因此，表面活性剂是一种两亲分子结构。
２．２阴离子（或负离子）表面活性剂在实际应用中，阴离子表面活性剂是使用最多的一种。
阴离子表面活性剂按其亲水基不同分类，即：羧酸盐（Ｒ－ＣＯＯＭ）、硫酸酯盐（Ｒ－ＯＳＯ３Ｍ）、磺酸盐（Ｒ－ＳＯ３Ｍ）（Ｒ包括芳基）、磷酸酯盐（Ｒ－ＯＰＯ３Ｍ）、脂肪酰－肽缩合物（ＣＯＮＨＲ２ＣＯＯＨ），分子简式中的Ｍ为Ｎａ＋，Ｋ＋，ＮＨ４＋等离子。
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流延 宽 度 ／ ｍｍ 流延有效长度／ｍ ｃ
膜带
规格
Ｏ～ ｌ ６ ０～１ Ｏ ０ １ ０ ｏ ｘ ２ ０ ０ ｍ ０ ｍｍ ｘ １ ００ ｕｍ ０． １～０． ８
机溶剂体系 ， 如甲苯 、 甲苯 等 ， 二 它们易燃且具有 一定的毒性 ，
易导致生产条件恶化 ， 造成 环境 污染 ， 而且 成本 也较 高＿ Ｊ ｌ 。
第 ５期 ２０ ０ ８年 １ 月 ０
文 章 编 号 ：０ ３８ １ （０ ８ ０ —０ ７０ １０ —２ ３ ２０ ）５０ ２ —３
微 细 Ｊ －技 术 ｊｒ ￣
ＭＩ ＣＲＯＦＡＢＲＩ ＣＡ ＴＩ Ｎ Ｏ ＴＥＣＨＮ ＯＬＯＧＹ
№ ． ５ Ｏｃ ．， ００ ｔ ２ ８
乳 胶 体 系 流 延 片叠 层 制 备 Ｚ Ｏ压 敏 陶 瓷 材 料 研 究 ｎ
延 工 艺 所 用 乳 胶 粘 结 剂 本 身 的压 敏 胶 粘 性 进 行 叠 层 ， 么 就 那
传 送 速 度 ／ ｍ・ ｉ ） （ ｍｎ
３ 实验 结 果 与讨 论
３ １ 流 延 生 带 材 料 的 性 能 ．
可以简化工艺 ， 同时还可减 少有机 物 的带入量 ＿Ｉ ３４。笔 者前 Ｊ
作者简介 ： 华伟￣（９ ２ ， １ ８ 一）江苏苏州人 ， 硕士 ； 崔学 ￣（９ １ ， １７ 一）教授 ， 主要从事先进无机非金属材料制备及精细工艺研究 。
＊通 讯 作 者
２ ８
微 细 加 工 技 术
２０ ０ ８证
构 ， 图中可 以发现 Ｚ Ｏ和 掺杂 氧化物 被乳 胶包 裹较 好 ， 从 ｎ 表 面光 滑 ， 没有气孔缺 陷存 在 ， 这从宏观上就表 现为 流延 生带 均 匀平整 ； 了保证流延 片的强度和韧性 ， 为 流延浆料 配方 中加 入 了较 多的粘结剂 ， 因此 该生带 材料具 有较 高的强度 和较好 的
它主要 用于制浆后在膜 带上流 延并 干燥成 型的工艺 ， 广泛 应 用 于电子陶瓷等领域 的研 究开 发及实 验 ， 它主要 是 由传 动装
置 和 流延 装 置 构 成 ， 头 为 双 刮 刀 结 构 。 流延 机 的 流 延 厚 度 机
为 ０ ～３ｍｍ， 该设备 的主要技术参数 见表 １ 。 表 １ 流延机主要技术参数
备 的 Ｚ Ｏ材 料 的烧 结 性 能 和 压 敏 ｄｏｊｃ ｍａｕａｔｒ ｇ ； Ｌ １ ｎ ｔ ｂ ｔ ｎ ｆ ｕｉ ） 苯丙 乳胶 ； 敏胶粘特性 ； ｎ ａ ｅ ｅ ｃ ｎ 压 ＺＯ
文 献标 识 码 ： Ａ
中 图 分 类 号 ： Ｎ ０ ．２ Ｔ ３ ４ ８
华伟刚， 张 鹤， 贺 艳 ， 学 民 崔
（ 广西大学 化学化 工学院 ， 宁 ５ ００ ） 南 ３ ０ ４ 摘要 ： 以水性乳胶作为粘 结剂 ， 用水基 流延 工艺成功制备 出强度 高、 利 韧性好 、 结构均 匀、 可在 室温下叠层的 ｚ ０生 ｎ 带材料 ； 用乳胶 粘结剂对压 力敏 感的胶粘特性 ， 借 室温下 叠层制备 了多层 片式 Ｚ Ｏ压敏 材料坯体 ， ｎ 烧结后 该坯体的 相对密度最 大可到 达 ９ ．８ 压敏 场强 随着烧 结温度的升 高而下降， 电流最 小为 Ｏ ３ ９ ５ ％， 漏 ． Ａ， 明显优 于干压 工艺制
本文 主要研究 了乳 胶粘结剂体系水基 流延 工艺制备 Ｚ Ｏ ｎ 生带材料 ， 并对利用粘结 剂 的压 敏胶 粘特性 在室 温条件 下叠 层制备 Ｚ Ｏ压 敏陶瓷原型器件进行 了初 步探 索。 ｎ
流延 工艺所用乳胶玻璃化温度较 高 ， 但通过增加增塑剂 的量 ，
可以适 当降低其玻璃化 温度 ； 虽然压 敏粘 结强度 相对来说 低
韧性 。
采用磷酸三丁脂 。流延 浆 料配 方 ： ｎ Ｚ Ｏ压敏 材料 粉体 ３ ％ ， ０
苯丙乳胶 ６ ％ ， ５ 分散剂 Ｐ Ａ ＮＨ ２ ， Ａ ． ％ 甘油 ２ ， ％ 成膜剂 、 消泡
剂、 去离子水等共 １ ％。
收 稿 日期 ：０ ８０ —４ 修 订 日期 ：０ ８０ —４ ２ ０ —７０ ； ２ ０ —８０
因 此 ， 基 流 延 工 艺是 今 后 的 发 展 趋 势 。 水
目前 ， 最有前途 的水 基流延 体 系是 以水 性乳 胶作 为粘 结 剂的浆料 体系 ； 而水性乳胶 常常被用来作为压力敏感胶 粘剂 ， 即当压敏胶粘 剂与被粘物接触后 ， 只要施加一定 的压 力 ， 就会 浸润被粘 表面并且产生较强 的粘结强度 。如果 能利用水基 流
期 研 究 已 经证 明该 思 路 是 可 行 的 。
本实验采用 的苯 丙乳 胶实 际上 并 不适合 作 为压 敏胶 粘 剂， 因为该 乳胶玻璃 化温度 较高 ， ２ ３ Ｋ左右 ， 在 ７ 而最适合 做
压 敏 胶 粘 剂 的乳 胶 的玻 璃 化 温 度 应 该 在 ２ ３Ｋ左 右 。虽 然 本 ５
一
２ 实 验 过 程
本研究采用 的乳胶 粘结剂是广西启利公 司制备的苯丙乳 液， 分散 剂采 用 自制的 Ｐ Ａ ＮＨ ， Ａ — 增塑剂采 用甘油 ， 成膜 助剂
些 ， 只要能保证 流延片在室温下叠层 即可 。 但
图 １ 示 为 Ｚ Ｏ 压 敏 材 料 水 基 流 延 生 带 表 面 的 微 观 结 所 ｎ
本实验采用 的流延成 型设 备为 Ｌ Ｊ 列膜带式 流延机 ， Ｙ 系
１ 引 言
片式叠层 压敏 电 阻器 （ ｕｔａ ｅ ｖｒ ｔｒ 简称 ＭＬ 制 ｍ ｌｌｖｒ ａ ｓ ， ｉ ｉｏ ｖ） 造工艺的一个关键技 术是层 片叠 加 。在 这个过 程 中， 热压 工 艺是最常用 的方法 ， 它利用流延片粘结剂 的热塑性 ， 在较 高 的 温度和压力下 ， 粘结剂发生塑性流动 ， 使 通过 陶瓷颗粒在 层间 界面处发生重排 、 穿插实 现叠层 。但 目前 流延 工艺 大都是 有