CN110922056B - 一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉及制备方法，其中，用于电阻片的高绝缘无机高阻釉，其特征在于，包括氧化物配料，所述氧化物配料包括ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Mn3O4、NiO和MgO。

Description

一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉及制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉及制备方法，属于电工材料领域。
背景技术
随着电器设备的广泛应用以及人工智能时代的到来，对电子产品安全等级的要求越来越高，ZnO压敏电阻片作为一种具有瞬态电压抑制的组件，具有良好的非线性伏安特性，能作为核心元器件组装成浪涌保护器、过电压保护器和避雷针等保护着电路系统。ZnO压敏电阻片是在ZnO粉末中加入微量的氧化铋(Bi2O3)、氧化钴(Co2O3)，氧化锑(Sb2O3)、氧化铬(Cr2O3)和二氧化锰(MnO2)等添加物，经过混合成型后在高温下烧结而成的瓷体。
ZnO电阻片均需要经过高温烧结过程，高温会让低熔点的氧化物如Sb2O3和Bi2O3形成气相，长时间的高温就会让电阻片侧面到中部的低熔点物质挥发而形成浓度差分布，造成陶瓷基体成分不均匀，因此边缘部位是缺陷比较多的部分。在能量耐受过程中，2ms,4/10μs电流冲击等，尤其是4/10μs电流冲击时，就会造成边缘部位出现失效，所以电阻片的侧面是最薄弱的环节。
无机绝缘涂层釉附着在氧化锌电阻片坯体侧面，在高温烧结过程中会与坯体相互反应和渗透从而限制电阻片侧面的低熔点物质挥发而提高电阻片的耐电弧、耐电晕和耐短波放电等性能，实现对电阻片更高效的保护。
在当前的研究和工业生产中，传统的无机绝缘涂层大多在生坯上涂覆效果较好，但是在半烧结坯体上容易出现开裂和结合不牢固的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种工艺简单，适应性强的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉。
本发明实施例解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉，其特征在于，包括氧化物配料，所述氧化物配料包括ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Mn3O4、NiO和MgO。
本发明实施例所述氧化物配料各成分之间按摩尔百分比配置如下：
ZnO：88～91％；
Bi2O3：0.05～0.2％；
Sb2O3：3～4％；
Co2O3：0.5～1.5％；
Mn3O4：0.5～1.5％；
NiO：0.5～2％；
MgO：3～5％。
本发明实施例提供一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇溶液以及分散剂混合后进行球磨；
(2)、球磨一定时间后，制得高绝缘特性无机高阻釉。
本发明实施例所述球磨使用玛瑙球，玛瑙球、氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇及分散剂按按重量份配比如下：
玛瑙球：300份；
氧化物配料：100份；
去离子水：100份；
聚乙烯醇：4份；
分散剂：1份。
本发明实施例所述球磨的方式采用滚桶球磨、搅拌球磨和行星式球磨中的一种。
本发明实施例所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为2-20％。
本发明实施例所述分散剂的质量浓度为5-20％。
本发明实施例所述分散剂采用聚丙烯酸铵、柠檬酸、聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。
本发明实施例所述球磨时间设置为120～2200分钟。
本发明的优点为：
1、与电阻片坯体(生坯或半烧结坯)具有相似的氧化物配方组成，在高温烧成过程中，其中的元素可以轻微地向氧化锌压敏电阻阀片坯体的内部渗透和反应，从而会使坯体和绝缘涂层的膨胀系数相匹配，避免压敏电阻片高温烧结时侧面的绝缘涂层产生裂纹；
2、配方中含有的Bi2O3和Sb2O3，可以减少坯体边缘的Bi2O3和Sb2O3在高温下的熔融挥发，从而减少电阻片边缘部位缺陷的产生，提高电阻片的能量耐受能力；
3、该配方中含有的MgO可以与其他物质形成尖晶石结构，有利于减少电阻片坯体侧面的晶粒尺寸，从而让电流不易于从电阻片侧面通过，可以提高电阻片在大电流情况下的工作可靠性；
4、相比常规的高阻釉适用于生胚或者半烧结坯体，同时在两种胚体上使用，容易出现开裂和结合不牢固的缺点，本发明通过调整配方及加工工艺，能够同时满足生坯与半烧结坯均的高绝缘特性。该釉可采用刷涂，滚涂和喷涂等工艺方式实现，工艺简单，适应性强，可提高生产效率。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1。
本实施例的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉包括氧化物配料，所述氧化物配料包括ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Mn3O4、NiO和MgO。
本发明实施例所述氧化物配料各成分之间按摩尔百分比配置如下：
ZnO：88％；
Bi2O3：0.1％；
Sb2O3：3％；
Co2O3：0.5％；
Mn3O4：0.8％；
NiO：1％；
MgO：3.5％。
本施例种的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇溶液以及分散剂混合后进行球磨；
(2)、球磨一定时间后，制得高绝缘特性无机高阻釉。
本实施例所述球磨使用玛瑙球，玛瑙球、氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇及分散剂按按重量份配比如下：
玛瑙球：300份；
氧化物配料：100份；
去离子水：100份；
聚乙烯醇：4份；
分散剂：1份。
本施例所述球磨的方式采用滚桶球磨。
本实施例所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为2％。
本实施例所述分散剂的质量浓度为5％。
本实施例所述分散剂采用聚丙烯酸铵。
本实施例所述球磨时间设置为120分钟，球磨转速为450rpm。
实施例2。
本实施例的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉包括氧化物配料，所述氧化物配料包括ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Mn3O4、NiO和MgO。
本发明实施例所述氧化物配料各成分之间按摩尔百分比配置如下：
ZnO：90％；
Bi2O3：0.05％；
Sb2O3：3.5％；
Co2O3：1％；
Mn3O4：0.5％；
NiO：0.5％；
MgO：3％。
本施例中的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇溶液以及分散剂混合后进行球磨；
(2)、球磨一定时间后，制得高绝缘特性无机高阻釉。
本实施例所述球磨使用玛瑙球，玛瑙球、氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇及分散剂按按重量份配比如下：
玛瑙球：300份；
氧化物配料：100份；
去离子水：100份；
聚乙烯醇：4份；
分散剂：1份。
本实施例所述球磨的方式采用搅拌球磨。
本实施例所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为8％。
本实施例所述分散剂的质量浓度为10％。
本实施例所述分散剂采用聚丙烯酸铵及柠檬酸的组合。
本实施例所述球磨时间设置为1440分钟，球磨转速为450rpm。
实施例3。
本实施例的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉包括氧化物配料，所述氧化物配料包括ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Mn3O4、NiO和MgO。
本发明实施例所述氧化物配料各成分之间按摩尔百分比配置如下：
ZnO：91％；
Bi2O3：0.2％；
Sb2O3：4％；
Co2O3：1.5％；
Mn3O4：1.5％；
NiO：2％；
MgO：5％。
本实施例中的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇溶液以及分散剂混合后进行球磨；
(2)、球磨一定时间后，制得高绝缘特性无机高阻釉。
本实施例所述球磨使用玛瑙球，玛瑙球、氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇及分散剂按按重量份配比如下：
玛瑙球：300份；
氧化物配料：100份；
去离子水：100份；
聚乙烯醇：4份；
分散剂：1份。
本实施例所述球磨的方式采用行星式球磨
本实施例所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为20％。
本实施例所述分散剂的质量浓度为20％。
本实施例所述分散剂采用柠檬酸及聚氧乙烯醚的组合。
本发明实施例所述球磨时间设置为2200分钟，球磨转速为450rpm。
比较实验1：
将实施例1-3所制备的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉涂覆于电阻片生坯和半烧结坯，且烧结成型后(直径40mm，高度20mm)，电学性能测试结果：
Figure BDA0002330521990000061
由上表可看出，本实施例1-3所制备的用于电阻片的高绝缘无机高阻釉，均具有较大耐受值，满足实际的要求。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种用于电阻片的高绝缘无机高阻釉，其特征在于，包括氧化物配料，所述氧化物配料包括ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Mn3O4、NiO和MgO；所述氧化物配料各成分之间按摩尔百分比配置如下：
ZnO：88~91%；
Bi2O3：0.05~0.2%；
Sb2O3：3~4%；
Co2O3：0.5~1.5%；
Mn3O4：0.5~1.5%；
NiO：0.5~2%；
MgO：3~5%。
2.如权利要求1所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇溶液以及分散剂混合后进行球磨；
（2）、球磨一定时间后，制得高绝缘特性无机高阻釉。
3.如权利要求2所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，所述球磨使用玛瑙球，玛瑙球、氧化物配料、去离子水、聚乙烯醇及分散剂按重量份配比如下：
玛瑙球：300份；
氧化物配料：100份；
去离子水：100份；
聚乙烯醇：4份；
分散剂：1份。
4.如权利要求2所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，所述球磨的方式采用滚桶球磨、搅拌球磨和行星式球磨中的一种。
5.如权利要求2或3所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为2-20％。
6.如权利要求2或3所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，所述分散剂的质量浓度为5-20%。
7.如权利要求2或3所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，所述分散剂采用聚丙烯酸铵、柠檬酸、聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。
8.如权利要求2所述用于电阻片的高绝缘无机高阻釉的制备方法，其特征在于，所述球磨时间设置为120~2200分钟。
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