CN1034822A - 氧化锌电阻片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种改进的氧化锌电阻片的制造方 法，适用于制造大中小型氧化锌避雷器阀片和过压保 护、浪涌吸收性能优良的元件。以ZnO粉料为主体 材料，将各添加料Bi2O3、Cr2O3、MnO2、Co2O3等 (Sb2O3除外)以其相应的硝酸盐溶液替代。经充分 混合、干燥、压力成型，再于1100°—1300℃烧结成 电阻片。本方法制得的氧化锌电阻片耐浪涌能力强， 非线性好，电位梯度高。

Description

本发明涉及一种改进的制造电压非线性氧化锌电阻片或电阻体的方法，特别适用于制造直径较大的氧化锌电阻片。这种氧化锌电阻片用以制造避雷器的阀片和过压保护、浪涌吸收元件。
改善氧化锌电阻片的均匀性对于制造大型的氧化锌电阻片、提高其耐受浪涌电流和浪涌能量的能力是至关重要的。日本专利特开昭59-92504和特公昭60-926介绍了用溶液状态混合法制作氧化锌电阻片。这种溶液状态混合法和另一种粉末状态混合法不同，各种添加料都予先制备成几种溶液，能使各种添加料和主体材料ZnO得到均匀和优良的混合。具体的方法是：以ZnO粉料为主体材料，将添加料Cr2O3、MnO2、Co2O3等以其相应的硝酸盐溶液替代，添加料Sb2O3以其相应的盐溶液替代，添加料Bi2O3也以相应的铋盐溶液替代（用氯化铋或将Bi2O3溶于硝酸的方法配制铋盐溶液）。ZnO主体材料和这些溶液充分混合、干燥、压力成型和最后高温下烧结。
日本专利特开昭59-92504采用了氯化铋的酒精溶液，带来的缺点是氯化铋的酒精溶液与其它添加料的硝酸盐溶液（硝酸钴、硝酸铬、硝酸锰等溶液）混合时会发生沉淀，因而必须分二次加入，即先要将氯化铋的酒精溶液与ZnO粉料混合，干燥后才能加入其余的添加料溶液，再混合、再干燥，这样增加了工序。另一个日本专利特公昭60-926采用将Bi2O3溶于硝酸的方法配制铋盐溶液，其缺点是必须要有过量的硝酸才能使溶液不发生沉淀，而这些过量的硝酸又难以除去，需要加入沉淀剂使铋生成不溶性氢氧化铋沉淀作为Bi2O3的替代物，这就背离了这种溶液混合方法的本意，因为铋盐溶液又回复成粉料。从制造成本上考虑，添加料采用氯化铋不如硝酸铋合算，但硝酸铋不溶于水，所以以上两件日本专利都没有采用硝酸铋。
上述两件日本专利的主要目的是仅限于提高制得的氧化锌电阻片的密度和非线性。本发明的目的则主要在改善均匀性，提高其耐浪涌能力，使其更具实际应用价值。所以本发明把上述两件日本专利的溶液状态混合法加以改进，使各种添加料与ZnO混合得更均匀，并且工艺能加以简化，附带使制得的氧化锌电阻片性能的分散性能够减小。
本发明的任务是以如下方式完成的：以ZnO粉料为主体材料，将添加料Cr2O3、MnO2、Co2O3等以其相应的硝酸盐溶液（以下称为溶液2）替代，本方法中添加料Bi2O3以硝酸铋溶于丙酮的溶液（以下称为溶液1）替代，不采用氯化铋的酒精溶液，因为硝酸铋虽不溶于水，但能溶于丙酮。Sb2O3则不用其相应盐类溶液替代。ZnO粉料直接和Sb2O3相混合，再和溶液1、溶液2充分混合后，经干燥，在600°-800℃下煅烧3小时，再球磨，加入1%的粘合剂聚乙烯醇，干燥、造粒，在800kg/cm2压力下加压成型和在1100°-1300℃下烧结2小时。
日本专利特开昭59-92504中Sb2O3用氯化锑溶液替代，本发明认为这种ZnO电阻片中Sb2O3含量已较多，加上Sb2O3本身熔点较低，用其盐类溶液替代意义不大，所以本发明中直接采用了Sb2O3。下面以实例对本发明加以说明。
实例1
表1列出了所用原料及组成。先将ZnO、Sb2O3混合球磨12小时，将溶液1加入ZnO和Sb2O3料中混合球磨1小时，然后加入溶液2混合球磨10小时。混合好浆料在100℃烘干，在600°-800℃下煅烧3小时。煅烧后的料再球磨12小时。加入1%的聚乙烯醇，干燥、造粒，在800kg/cm2压力下制成φ55×8mm的坯体。坯体在400℃下除去聚乙烯醇，然后在1300℃下烧结1.5小时。烧成的氧化锌电阻片的性能如表2（a）所示。
实例2
原料、组成、配料、压片过程与实例1相同。坯体直径为φ65mm和φ80mm。也在400℃下除去聚乙烯醇，然后在1250℃下烧结2小时。烧成的氧化锌电阻片的性能如表2（b）和（c）所示。
表1 氧化锌电阻片的组份
ZnO Sb2O3 溶液1 溶液2
813克 58克 硝酸铋72克溶于丙酮 硝酸铬24克硝酸钴17克硝酸锰16克溶于水
Figure 881005134_IMG1
本发明的特点和优点是：
（1）本发明方法工艺较简单，适用于同类氧化锌电阻片的其它各种配方。
（2）从表2看出，本发明制得的氧化锌电阻片具有耐浪涌能力强、电位梯度高和非线性好的优点，适于制造大型和小型氧化锌避雷器的阀片和过压保护，浪涌吸收能力强的元件。
（3）本发明能够降低原料成本，并且所得氧化锌电阻片的性能分散性极小。

Claims (2)

1、一种氧化锌电阻片的制造方法，其中包括以ZnO粉料为主体材料，将添加料Cr2O3、MnO2、Co2O3以其相应的硝酸盐溶液替代，添加螧i2O3也以其铋盐溶液替代，经过充分混合、干燥、煅烧、球磨、加压成型和最后高温烧结，本发明的特征是添加料Bi2O3以硝酸铋溶于丙酮的溶液替代，添加料Sb2O3不用其相应盐类溶液替代，Sb2O3直接与ZnO粉料相混合。
2、按权利要求1所述的氧化锌电阻片的制造方法，其特征是将ZnO813克和Sb2O358克混合球磨12小时后加入溶液1（硝酸铋72克溶于丙酮），再球磨1小时，然后加入溶液2（硝酸铬24克、硝酸钴17克和硝酸锰16克溶于水），再球磨10小时，混合好浆料在100℃烘干，在600°-800℃下煅烧3小时，煅烧好料再球磨12小时，加入1%聚乙烯醇，干燥、造粒，在800kg/cm2压力下制成坯体，坯体在1100°-1300℃下烧结2小时。
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