CN101246769B - 氧化锌压敏电阻复合粉体与复合添加剂粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种氧化锌压敏电阻复合粉体与复合添加剂粉体的制备方法，工艺步骤包括：(1)按配方混合，(2)液相共沉淀，(3)过滤与洗涤，(4)加入酒石酸锑或胶体氧化锑，(5)干燥与煅烧，(6)筛分。上述步骤(1)(2)将各组分分别配制成的盐溶液按配方混合均匀进行液相共沉淀，保证了氧化锌压敏电阻复合粉体的均匀性。沉淀剂为NaOH或Na2CO3，沉淀助剂为NH4OH，在上述步骤(2)将沉淀剂和沉淀助剂的混合溶液加入反应体系，能使各组分在同一工艺条件下瞬间复合。此种方法可制备出粒度≤1微米、粒度分布范围很窄、比表面积大、组成均匀、杂质总含量≤0.01％的氧化锌压敏电阻复合粉体和氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体。
Description
技术领域
本发明属于氧化锌压敏电阻复合粉体的制备方法，该复合粉体用在电子、电力行业作为氧化锌压敏电阻器和氧化锌无间隙避雷器阀片的组分材料。
背景技术
在电子、电力行业用作制造氧化锌压敏电阻器和氧化锌无间隙避雷器阀片的复合粉体，其组分近10种，ZnO是主要组分，含量约90％左右，其它的组分有三氧化二铋(Bi2O3)、三氧化二锑(Sb2O3)、三氧化二钴(Co2O3)、三氧化二铬(Cr2O3)、三氧化二镍(Ni2O3)、二氧化硅(SiO2)、碳酸锰(MnCO3)等添加剂。此种复合粉体要求纯度高、组成均匀、晶粒度小、颗粒度细、粒度分布呈标准的正态分布，比表面积大，颗粒形貌类球形。
氧化锌压敏电阻复合粉体的制备，传统方法是将按配方配料的各单体粉进行机械混合(球磨或振磨)而成，采用此种方法，即使加入非常优良的分散剂，也难以获得混合均匀的复合粉体。
从上世纪80年代起，不少研究人员致力于液相化学合成氧化锌压敏电阻复合粉体的研究，但由于各组分的化学性质、物理性能差别很大，用同一种沉淀剂在同一工艺条件下进行复合，难于获得符合要求的复合粉体。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氧化锌压敏电阻复合粉体及氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的制备方法，此种方法不仅能获得化学成分、物理规格符合要求的氧化锌压敏电阻复合粉体，而且能降低成本。
本发明所述氧化锌压敏电阻复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方混合
将Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌形成均匀混合溶液并加热至30℃～80℃，所述混合溶液的浓度为40g/l～100g/l金属离子(所述金属离子指混合溶液中的总金属离子)；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中缓慢加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在30℃～80℃，沉淀反应结束后(加完沉淀助剂和沉淀剂即为沉淀反应结束)至少陈化30分钟，
所述沉淀剂为NaOH或Na2CO3，NaOH溶液的浓度为0.3mol/l～1mol/l，Na2CO3溶液的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l，沉淀剂按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量1％～5％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为5.6mol/l～14.8mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与NaOH的摩尔比为1∶1～1∶4，NH4OH与Na2CO3的摩尔比为1∶2～1∶8；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝7±0.5；
(4)加入酒石酸锑或胶体氧化锑
将酒石酸锑或胶体氧化锑按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，煅烧温度为500℃～950℃，煅烧时间以各组分完全分解成氧化物为限；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，获粒度≤1微米的氧化锌压敏电阻复合粉体。
由于ZnO是主要组分，为了节约运输成本，可以将氧化锌压敏电阻复合粉体的各种添加剂采用液相共沉淀法制备成复合添加剂粉体提供给用户，由用户将ZnO粉体与复合添加剂粉体进行混合制备成氧化锌压敏电阻复合粉体。
本发明所述氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方混合
将除锑以外的各添加剂盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌形成均匀混合溶液并加热至30℃～80℃，所述混合溶液的浓度为40g/l～100g/l金属离子(所述金属离子指混合溶液中的总金属离子)；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中缓慢加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在30℃～80℃，沉淀反应结束后(加完沉淀助剂和沉淀剂即为沉淀反应结束)至少陈化30分钟，
所述沉淀剂为NaOH或Na2CO3，NaOH溶液的浓度为0.3mol/l～1mol/l，Na2CO3溶液的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l，沉淀剂按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量1％～5％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为5.6mol/l～14.8mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与NaOH的摩尔比为1∶1～1∶4，NH4OH与Na2CO3的摩尔比为1∶2～1∶8；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝7±0.5；
(4)加入酒石酸锑或胶体氧化锑
将酒石酸锑或胶体氧化锑按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，煅烧温度为500℃～950℃，煅烧时间以各组分完全分解成氧化物为限；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，获粒度≤1微米的氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体。
上述制备方法中，步骤(4)制备的湿态混合物的干燥在常压下进行，干燥温度为80℃～110℃，干燥时间以脱除吸附水为限。
上述制备方法中，Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液由相应的金属与质量浓度30％～50％的硝酸溶液或质量浓度30％～50％的硫酸溶液或浓盐酸配制而成。上述制备方法中，Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液还可以由相应的可溶性硝酸盐或可溶性硫酸盐或可溶性氯化物与水配制而成。Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液的浓度无严格要求，只要无结晶析出即可。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述方法可制备出粒度≤1微米、粒度分布范围很窄、比表面积大、纯度高、组成均匀的氧化锌压敏电阻复合粉体和氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体。
2、本发明所述方法制备的氧化锌压敏电阻复合粉体和氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体形态呈类球状(见图4)，各组分的含量与配方之差小于千分之二，杂质的总含量≤0.01％。
3、用本发明所述方法制备的氧化锌压敏电阻复合粉体制造的氧化锌压敏电阻片，其压敏电压V1mA(伏)正反方向对称性好，约在0.2～2伏左右(大都在0.4伏以下)，同一批各片之间压敏电压偏差小，最大值与最小值之差仅在十几伏以内，说明瓷体结构致密，晶粒尺寸分布均匀。
4、用本发明所述方法制备的氧化锌压敏电阻复合粉体制造的无间隙避雷器阀片与单粉体制造的同类阀片相比，电性能提高，尺寸减小，因而有利于降低避雷器阀片的成本。
5、将各组分分别配制成的盐溶液按配方混合均匀进行液相共沉淀，有效地保证了氧化锌压敏电阻复合粉体的均匀性。
6、沉淀助剂、沉淀剂不仅价格低廉，而且能使各组分在同一工艺条件下瞬间复合。
7、Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液用相应的金属与硝酸或硫酸或浓盐酸配制，可大幅度降低成本。
附图说明
图1是本发明所述氧化锌压敏电阻复合粉体制备方法的工艺流程图；
图2是本发明所述氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体制备方法的工艺流程图；
图3是本发明所述方法制备的氧化锌压敏电阻复合粉体的粒度分布图，用激光粒度仪(激光衍射法)测得；
图4是本发明所述方法制备的氧化锌压敏电阻复合粉体的透射电子显微镜照片。
具体实施方式
实施例1
本实施例制备1公斤氧化锌压敏电阻复合粉体，所述氧化锌压敏电阻复合粉体的配方为：
ZnO 90.1893％，Bi2O3 3.3929％，Ni2O3 0.7039％，Sb2O3 3.3272％，Co2O3 1.3043％，Cr2O30.7012％，MnCO3 0.3775％，Al(NO3)3·9H2O 0.005529％。
本实施例以金属Zn、Bi、Ni、Co、Cr、Mn、Al为原料，浓盐酸为溶剂，分别配制Zn盐、Bi盐、Ni盐、Co盐、Cr盐、Mn盐、Al盐溶液，所述各盐溶液的浓度无严格要求，只要无结晶析出即可。
制备氧化锌压敏电阻复合粉体的工艺步骤如下：
(1)按配方混合
将Zn盐、Bi盐、Ni盐、Co盐、Cr盐、Mn盐、Al盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌，形成均匀的混合溶液并加热至30℃，混合溶液的浓度控制在40g/l金属离子(所述金属离子指Zn、Bi、Ni、Co、Cr、Mn、Al金属离子的总和)；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中匀速加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在30℃，加沉淀助剂和沉淀剂的时间约20分钟，加完沉淀助剂和沉淀剂后，陈化30分钟，
所述沉淀剂为Na2CO3，Na2CO3溶液的浓度为0.5mol/l，Na2CO3按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量2％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为5.6mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与Na2CO3的摩尔比为1∶6；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝6.6；
(4)加入酒石酸锑
将酒石酸锑按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，干燥在常压下进行，干燥温度为80℃，干燥时间为2小时，煅烧温度为500℃，煅烧时间为3小时；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，所获氧化锌压敏电阻复合粉体各组分的含量与配方的差异见下表：
表1 各组分的含量与配方的差异
| 组分 | 配方 | 所制备复合粉体的测量值 | 配方与测量值之差 |
| ZnO | 90.1893％ | 90.2446％ | +0.0553％ |
| Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3.3929％ | 3.2737％ | -0.1192％ |
| 组分 | 配方 | 所制备复合粉体的测量值 | 配方与测量值之差 |
| Ni<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.7039％ | 0.7360％ | +0.0321％ |
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3.3272％ | 3.2824％ | -0.0448％ |
| Co<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.3043％ | 1.3202％ | +0.0159％ |
| Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.7012％ | 0.6441％ | -0.0571％ |
| MnCO<sub>3</sub> | 0.3775％ | 0.3813％ | +0.0038％ |
| Al(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>·9H<sub>2</sub>O | 0.005529％ | 0.005200％ | -0.000329％ |
各组分的测定方法：ZnO用容量法测定，其它各组分用原子吸收分光光度计测定。
所获氧化锌压敏电阻复合粉体的平均粒度为0.95微米，杂质的总含量≤0.01％。
实施例2
本实施例制备5公斤氧化锌压敏电阻复合粉体，所述氧化锌压敏电阻复合粉体的配方为：
ZnO 90.1893％，Bi2O3 3.3929％，Ni2O3 0.7039％，Sb2O3 3.3272％，Co2O31.3043％，Cr2O30.7012％，MnCO3 0.3775％，Al(NO3)3·9H2O 0.005529％。
本实施例以金属Zn、Bi、Ni、Co、Cr、Mn、Al为原料，质量浓度30％的硝酸溶液为溶剂，分别配制Zn盐、Bi盐、Ni盐、Co盐、Cr盐、Mn盐、Al盐溶液，所述各盐溶液的浓度无严格要求，只要无结晶析出即可。
制备氧化锌压敏电阻复合粉体的工艺步骤如下：
(1)按配方混合
将Zn盐、Bi盐、Ni盐、Co盐、Cr盐、Mn盐、Al盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压下搅拌均匀形成混合溶液并加热至80℃，所述混合溶液的浓度控制在100g/l金属离子(所述金属离子指Zn、Bi、Ni、Co、Cr、Mn、Al金属离子的总和)；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中匀速加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在80℃，加沉淀助剂和沉淀剂的时间120分钟，加完沉淀助剂和沉淀剂后，陈化60分钟，
所述沉淀剂为NaOH，NaOH溶液的浓度为1mol/l，NaOH按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量5％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为14.8mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与NaOH的摩尔比为1∶4；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝7.0；
(4)加入胶体氧化锑
将胶体氧化锑按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，干燥在常压下进行，干燥温度为110℃，干燥时间为6小时，煅烧温度为900℃，煅烧时间为5小时；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，所获氧化锌压敏电阻复合粉体粒度峰集中在291nm，峰宽37.09nm(见图3)，形态呈类球状(见图4)。各组分的含量与配方的差异见下表：
表2各组分的含量与配方的差异
| 组分 | 配方 | 所制备复合粉体的测量值 | 配方与测量值之差 |
| ZnO | 90.1893％ | 90.2246％ | +0.0353％ |
| Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3.3929％ | 3.2815％ | -0.1114％ |
| Ni<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.7039％ | 0.7028％ | -0.0011％ |
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 3.3272％ | 3.3284％ | +0.0012％ |
| Co<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.3043％ | 1.3197％ | +0.0154％ |
| Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.7012％ | 0.6644％ | -0.0368％ |
| MnCO<sub>3</sub> | 0.3775％ | 0.3801％ | +0.0026％ |
| Al(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>·9H<sub>2</sub>O | 0.005529％ | 0.005100％ | -0.000429％ |
各组分的测定方法：ZnO用容量法测定，其它各组分用原子吸收分光光度计测定。
所获氧化锌压敏电阻复合粉体的平均粒度为0.47微米，杂质的总含量≤0.009％。
实施例3
本实施例制备1公斤氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体，所述氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的配方为：
Bi2O3 36.70％，Sb2O3 40.50％，Ni2O3 8.80％，Co2O38.60％，MnO2 4.28％，Y2O3 0.82％，Cr2O3 0.20％，Al2O3 0.10％。
本实施例以金属Bi、、Ni、Co、Mn、Y、Cr、Al为原料，浓盐酸为溶剂，分别配制Bi盐、Ni盐、Co盐、Mn盐、Y盐、Cr盐、Al盐溶液，所述各盐溶液的浓度无严格要求，只要无结晶析出即可。
制备氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的工艺步骤如下：
(1)按配方混合
将Bi盐、Ni盐、Co盐、Mn盐、Y盐、Cr盐、Al盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌，形成均匀的混合溶液并加热至50℃，混合溶液的浓度控制在60g/l金属离子(所述金属离子指Bi、Ni、Co、Mn、Y、Cr、Al金属离子的总和)；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中匀速加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在50℃，加沉淀助剂和沉淀剂的时间约15分钟，加完沉淀助剂和沉淀剂后，陈化30分钟，
所述沉淀剂为Na2CO3，Na2CO3溶液的浓度为1.5mol/l，Na2CO3按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量1％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为8.81mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与Na2CO3的摩尔比为1∶8；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝6.7；
(4)加入胶体氧化锑
将胶体氧化锑按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，干燥在常压下进行，干燥温度为90℃，干燥时间为1.5小时，煅烧温度为600℃，煅烧时间为2.5小时；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，所获氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体各组分的含量与配方的差异见下表：
表3 各组分的含量与配方的差异
| 组分 | 配方 | 所制备复合粉体的测量值 | 配方与测量值之差 |
| Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 36.70％ | 36.580％ | -0.12％ |
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 40.50％ | 40.533％ | +0.033％ |
| Ni<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8.80％ | 8.832％ | +0.032％ |
| Co<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8.60％ | 8.616％ | +0.016％ |
| MnO<sub>2</sub> | 4.28％ | 4.283％ | +0.003％ |
| 组分 | 配方 | 所制备复合粉体的测量值 | 配方与测量值之差 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.82％ | 0.813％ | -0.007％ |
| Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.20％ | 0.192％ | -0.008％ |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.10％ | 0.095％ | -0.005％ |
注：各组分用原子吸收分光光度计测定。
所获氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的平均粒度为0.82微米，杂质的总含量≤0.01％。
实施例4
本实施例制备2公斤氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体，所述氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的配方为：
Bi2O3 36.70％，Sb2O3 40.50％，Ni2O3 8.80％，Co2O38.60％，MnO2 4.28％，Y2O3 0.82％，Cr2O3 0.20％，Al2O3 0.10％。
本实施例以金属Bi、、Ni、Co、Mn、Y、Cr、Al为原料，质量浓度40％的硝酸溶液为溶剂，分别配制Bi盐、Ni盐、Co盐、Mn盐、Y盐、Cr盐、Al盐溶液，所述各盐溶液的浓度无严格要求，只要无结晶析出即可。
制备氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的工艺步骤如下：
(1)按配方混合
将Bi盐、Ni盐、Co盐、Mn盐、Y盐、Cr盐、Al盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌，形成均匀的混合溶液并加热至60℃，混合溶液的浓度控制在80g/l金属离子(所述金属离子指Bi、Ni、Co、Mn、Y、Cr、Al金属离子的总和)；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中匀速加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在60℃，加沉淀助剂和沉淀剂的时间约40分钟，加完沉淀助剂和沉淀剂后，陈化50分钟，
所述沉淀剂为NaOH，NaOH溶液的浓度为0.8mol/l，NaOH按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量3％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为9.84mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与NaOH的摩尔比为1∶2；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝7.0；
(4)加入酒石酸锑
将酒石酸锑按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，干燥在常压下进行，干燥温度为100℃，干燥时间为2.7小时，煅烧温度为800℃，煅烧时间为3小时；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，所获氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体各组分的含量与配方的差异见下表：
表4 各组分的含量与配方的差异
| 组分 | 配方 | 所制备复合粉体的测量值 | 配方与测量值之差 |
| Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 36.70％ | 36.72％ | +0.02％ |
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 40.50％ | 40.487％ | -0.013％ |
| Ni<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8.80％ | 8.822％ | +0.022％ |
| Co<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8.60％ | 8.611％ | +0.011％ |
| MnO<sub>2</sub> | 4.28％ | 4.307％ | +0.027％ |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.82％ | 0.815％ | -0.005％ |
| Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.20％ | 0.203％ | +0.003％ |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.10％ | 0.093％ | -0.007％ |
注：各组分用原子吸收分光光度计测定。
所获氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的平均粒度为0.53微米，杂质的总含量≤0.01％。
Claims (8)
1.一种氧化锌压敏电阻复合粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按配方混合
将Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌形成均匀混合溶液并加热至30℃～80℃，所述混合溶液中总金属离子的浓度为40g/l～100g/l；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中缓慢加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在30℃～80℃，沉淀反应结束后至少陈化30分钟，
所述沉淀剂为NaOH或Na2CO3，NaOH溶液的浓度为0.3mol/l～1mol/l，Na2CO3溶液的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l，沉淀剂按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量1％～5％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为5.6mol/l～14.8mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与NaOH的摩尔比为1∶1～1∶4，NH4OH与Na2CO3的摩尔比为1∶2～1∶8；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝7±0.5；
(4)加入酒石酸锑或胶体氧化锑
将酒石酸锑或胶体氧化锑按照氧化锌压敏电阻复合粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，煅烧温度为500℃～950℃，煅烧时间以各组分完全分解成氧化物为限；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，获粒度≤1微米的氧化锌压敏电阻复合粉体。
2.根据权利要求1所述的氧化锌压敏电阻复合粉体的制备方法，其特征在于步骤(4)制备的湿态混合物的干燥在常压下进行，干燥温度为80℃～110℃，干燥时间以脱除吸附水为限。
3.根据权利要求1或2所述的氧化锌压敏电阻复合粉体的制备方法，其特征在于Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液由相应的金属与质量浓度30％～50％的硝酸溶液或质量浓度30％～50％的硫酸溶液或浓盐酸配制而成。
4.根据权利要求1或2所述的氧化锌压敏电阻复合粉体的制备方法，其特征在于Zn盐溶液、除锑以外的各添加剂盐溶液由相应的可溶性硝酸盐或可溶性硫酸盐或可溶性氯化物与水配制而成。
5.一种氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按配方混合
将除锑以外的各添加剂盐溶液按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量加入反应容器中，在常压、室温下搅拌形成均匀混合溶液并加热至30℃～80℃，所述混合溶液中总金属离子的浓度为40g/l～100g/l；
(2)液相共沉淀
在常压、搅拌下，向步骤(1)制备的混合溶液中缓慢加入沉淀助剂和沉淀剂的混合溶液，反应体系温度保持在30℃～80℃，沉淀反应结束后至少陈化30分钟，
所述沉淀剂为NaOH或Na2CO3，NaOH溶液的浓度为0.3mol/l～1mol/l，Na2CO3溶液的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l，沉淀剂按混合溶液中总金属离子所需沉淀剂的理论量过量1％～5％加入，
所述沉淀助剂为NH4OH，NH4OH溶液的浓度为5.6mol/l～14.8mol/l，NH4OH的加入量：NH4OH与NaOH的摩尔比为1∶1～1∶4，NH4OH与Na2CO3的摩尔比为1∶2～1∶8；
(3)过滤与洗涤
将步骤(2)所获沉淀物过滤分离后用纯水洗涤至pH＝7±0.5；
(4)加入酒石酸锑或胶体氧化锑
将酒石酸锑或胶体氧化锑按照氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体配方要求的量计量，然后在室温、常压下与步骤(3)洗涤后的沉淀物混合均匀；
(5)干燥与煅烧
将步骤(4)制备的湿态混合物干燥后在常压下进行煅烧，煅烧温度为500℃～950℃，煅烧时间以各组分完全分解成氧化物为限；
(6)筛分
将煅烧产物进行筛分，获粒度≤1微米的氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体。。
6.根据权利要求5所述的氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的制备方法，其特征在于步骤(4)制备的湿态混合物的干燥在常压下进行，干燥温度为80℃～110℃，干燥时间以脱除吸附水为限。
7.根据权利要求5或6所述的氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的制备方法，其特征在于除锑以外的各添加剂盐溶液由相应的金属与质量浓度30％～50％的硝酸溶液或质量浓度30％～50％的硫酸溶液或浓盐酸配制而成。
8.根据权利要求5或6所述的氧化锌压敏电阻复合添加剂粉体的制备方法，其特征在于除锑以外的各添加剂盐溶液由相应的可溶性硝酸盐或可溶性硫酸盐或可溶性氯化物与水配制而成。
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