智能元件复合粉及其生产方法 本发明涉及信息及电力、电子工程智能敏感元件用材料领域。
目前用于生产压敏、PTC、NTC、气敏、湿敏、光敏、压电元件的复合粉体,一般都是元件生产厂家外购数种0.5-10μm粒度的单一粉体后将多组分粉末机械混合而制成,尔后压片烧结成为敏感元件,这种形式的复合粉存在明显的缺点,由于粉体的粒度粗、混合分散度差,所制成的敏感元件性能差、合格率低。虽然生产高性能的复合粉体可以通过热分解气相沉积等方法获得,但采用这样的方法一是生产成本高,二是复合范围小,难以生产可满足多种敏感元件需要的智能元件复合粉体。
鉴于现有技术的以上缺点,本发明的目的是研究一种智能元件复合粉,使之具有生产成本低、粉体分散性好,可广泛用于多种敏感元件,尤其是用于压敏元件,使元件具有较高的的电气性能。
本发明的目的使通过以下的方法实现的。
智能元件复合粉,在准确称量原料粉体后,采用多相物流撞击粉碎的方法将混合的原料粉体通过自身撞击而进一步粉碎,在此过程中粉体同时被进一步分散、活化而制得纳米级高分散度复合粉:所述复合粉具有如下的组成,以重量百分比表达:
ZnO 80-88 Bi2O3 2-4 Co3O4 1.5-2
Mn3O4 0.5-3 Cr2O3 0.5-1 Sb2O3 1.5-2.5
TiO2 0.1-0.5 Al(NO3)39H2O 0.02-0.03
CaCO3 1-3 SrCO3 0.5-1 BaCO3 2-5 Fe3O3 0.05-0.1
ZrO2 0.01-0.02 Pb2O3 0.5-1.5
采用以上的生产方法和相应组分后,冲击流体(气流或液流)利用机械动能将粒子加速至很高地线速度(一般可达340米/秒以上),形成不定位往返渗透撞击,在撞击过程中发生复杂的化学和物理变化,从而使原料粉体制得的复合粉具有良好的分散性和烧结活性,制得的智能元件具有良好的电气性能,元件的合格率大大提高,生产成本降低。
实施例1
将原料粉体按下列组分准确称量:ZnO 840克,Bi2O3 30克,Co3O4 18克,Mn3O4 13克 Cr2O3 5克Sb2O3 13克,TiO2 3克,Al(NO3)39H2O 0.25克,CaCO3 2克 SrCO30.8克,BaCO3 3克,Fe3O3 0.08克,ZrO20.01克 Pb2O3 0.9克,玻璃固化剂GF-1 0.4克,活化剂0.5克。放入1000毫升容器内混匀。剪切活化器内放入450毫升去离子水。启动剪切电机,转速调至10000转/分,将原料粉体缓慢加入剪切活化器内,加料约5分钟完成,继续运转5分钟后,转速调至8000转/分,10分钟后转速调至3000转/分。停止剪切活化,出料,真空抽滤。得含水率小于20%的滤饼入蒸汽烘箱160-170℃烘26小时出炉过250目筛得成品920克。
实施例2
将原料粉体按下列组分准确称量:ZnO 800克,Bi2O3 40克,Co3O4 20克,Mn3O430克 Cr2O3 10克Sb2O3 25克,TiO2 5克,Al(NO3)39H2O 0.3克,CaCO3 3克,SrCO31克,BaCO3 5克Fe2O3 0.1克,ZrO2 0.02克,Pb2O3 1.5克GF-1 0.5克,活化剂0.6克。其余步骤同例1,最后得到成品918克。
实施例3
将原料粉体按下列组分准确称量:ZrO 880克,Bi2O3 20克,Co3O4 15克,Mn3O4 5克,Cr2O3 5克,Sb2O3 5克,TiO2 1克,Al(NO3)39H2O 0.2克,CaCO3 1克,SrCO3 0.5克,BaCO3 2克,Fe2O3 0.05克,Pb2O3 0.5克。GF-1 0.3克,活化剂0.5克。其余步骤同例1,ZnO用ZrO替代,最后得到成品920克。
按实施例1生产出的粉体制得的压敏电阻和避雷器阀片的电气性能指标分别由表1和表2给出,合格率为99%。
表1:压敏电阻电气性能表 性能 型号8/20μs波冲击电流(A)2ms波冲击电流(A)国内标准MYG314K300250040日本松下标准ER2V14D4716000125本发明元件同国标6000125表2:避雷阀片电气性能表项目传统阀片东芝公司阀片本发明阀片系统电压(KV)168168168阀片直径(mm)474747电位梯度(V/mm)200400400U10KA/UNKAac1.7(N=I)1.58(N=1)1.58(N=1)方波容量(18次/cm3180300300