專(zhuān)利名稱(chēng)：壓敏電阻片疊層燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于壓敏電阻片制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓敏電阻片疊層燒結(jié)工藝。
背景技術(shù)：
壓敏電阻片作為一種敏感元器件，是大功率半導(dǎo)體，屬于新材料應(yīng)用范疇，是一種典型的陶瓷電工元件，其作為過(guò)電壓保護(hù)器件和電壓傳感器，主要用于組裝氧化鋅避雷器及其監(jiān)測(cè)儀器產(chǎn)品來(lái)保護(hù)電網(wǎng)中運(yùn)行的各種電器設(shè)備免受過(guò)電壓損害。
在壓敏電阻片的制造工藝中，燒結(jié)是最關(guān)鍵的制造工藝，該工藝過(guò)程直接決定著壓敏電阻片性能的優(yōu)劣。這是因?yàn)樾纬蓧好綦娮杵蔷€性的ZnO晶粒和尖晶石晶界層的發(fā)育過(guò)程都在燒結(jié)過(guò)程中開(kāi)始和結(jié)束。但是在壓敏電阻的配方中，根據(jù)電性能的需要，存在著大量低熔點(diǎn)物質(zhì)(Bi2O3、Sb2O3)，在高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中，電阻片的配方體系容易由于低熔點(diǎn)物質(zhì)的揮發(fā)而漸趨失衡，從而造成電阻片產(chǎn)品性能的劣化。
電阻片坯體在高溫?zé)Y(jié)時(shí)可以看作是一個(gè)熔融體，在此狀態(tài)下，低熔點(diǎn)、易揮發(fā)組分就會(huì)不間斷地?fù)]發(fā)，特別是Bi2O3，因?yàn)槠浞謮狠^高，因此其揮發(fā)相當(dāng)嚴(yán)重，在裝載量較小時(shí)尤為如此。Bi2O3是形成電阻片晶界層的主要物質(zhì)，它能夠向ZnO晶粒邊界分凝而形成晶粒表面無(wú)定形的Bi原子吸附層，引起ZnO晶粒表面能帶彎曲。當(dāng)電阻片裝載量較少時(shí)，由于Bi2O3的揮發(fā)量大，從而導(dǎo)致一部分晶粒表面的Bi2O3原子吸附層不夠完善，這種情況將直接引起電阻片晶界層發(fā)育的不完善，甚至晶界層消失，引起電阻片性能劣化，對(duì)電性能的影響則表現(xiàn)為殘壓比高、漏電流增大。因此，對(duì)于壓敏電阻片的制造過(guò)程來(lái)說(shuō)，合理的燒結(jié)工藝就顯得尤為重要。原有工藝的缺陷主要是由于采用單層裝缽(一個(gè)燒缽中只擺放一層電阻片)燒結(jié)，使易揮發(fā)組分在高溫?zé)Y(jié)時(shí)的揮發(fā)過(guò)程不易控制，從而引起燒成的電阻片電性能劣化。因此，現(xiàn)有的燒結(jié)工藝存在一定的缺陷，主要是生產(chǎn)效率低下、單位能耗高，并且產(chǎn)品在燒結(jié)過(guò)程中受窯體內(nèi)溫度分布的不均勻性影響十分嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種能提高生產(chǎn)效率，降低單位耗能，燒結(jié)出的電阻片電性能高的燒結(jié)工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的主要技術(shù)方案是，將單片燒結(jié)改疊層燒結(jié)，即在燒缽溶積允許的情況下，提高電阻片的裝載層數(shù)。
工藝步驟為a)、裝缽取電阻片在燒缽內(nèi)疊放，其疊放電阻片的層數(shù)為2-8層。在電阻片之間設(shè)有隔離層，加蓋上蓋體。
b)、燒結(jié)將燒缽由傳送帶推板送入燒結(jié)隧道窯中采用隧道窯燒結(jié)，升溫時(shí)間15小時(shí)，爐內(nèi)最高溫度1050-1300℃，保溫時(shí)間2-10小時(shí)。
c)、降溫?zé)徳谒淼栏G降溫時(shí)間為13-18小時(shí)。
d)、取出燒缽隨傳送帶板推出，取下燒缽，打開(kāi)上蓋體，取出電阻片。
采用上述方案，將單片燒結(jié)改為疊層燒結(jié)(在燒結(jié)容積允許的情況下，提高電阻片的裝載層數(shù)即裝載量)后，縮小了燒缽內(nèi)空余的體積，并且這種縮小非常明顯，這樣做的結(jié)果，一方面降低了易揮發(fā)組分的分壓值，使易揮發(fā)組分在狹小的燒缽空余體積內(nèi)更容易達(dá)到正壓狀態(tài)，另一方面在大幅提高生產(chǎn)效率、降低能耗的同時(shí)，提高了電阻片的電性能的穩(wěn)定性。
1、對(duì)電阻片性能影響以Φ60×21mm型號(hào)電阻片為例來(lái)說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，具體情況見(jiàn)表1。
表1不同裝載量對(duì)電阻片電性能的影響 2、對(duì)生產(chǎn)效率及能耗的影響隨著裝載層數(shù)的增加，電阻片的產(chǎn)能與單層裝缽相比，也有了大幅度提高，而單片燒結(jié)能耗則有大幅降低。
(1)單層片裝缽工藝(以Φ60×21mm型號(hào)電阻片為例說(shuō)明)采用單層燒結(jié)時(shí)，高溫窯的實(shí)際功率為60KW/h，每天能耗為1440KW，隧道窯速度為72min/缽，則每天可出以Φ60×21mm型號(hào)電阻片320片，則單片能耗為4.5KW，若每度電按0.5元計(jì)，則單片在燒結(jié)過(guò)程中的電纜成本為2.25元。若以Φ60×21mm型號(hào)電阻片年產(chǎn)量為46.72萬(wàn)片，若全部按原有單層燒結(jié)工藝，則燒以Φ60×21mm型號(hào)電阻片的總用電成本為105.12萬(wàn)元。
(2)疊層裝缽工藝采用疊7層燒結(jié)后，高溫窯的實(shí)際功率為70KW/h，每天能耗為1680KW/h，每天可出Φ60×21mm型號(hào)電阻片2240片，單片燒結(jié)能耗為0.75KW，合0.375元，單片燒結(jié)能耗與費(fèi)用與單層燒結(jié)工藝相比，分別下降了3.625KW和1.875元，若加上Φ32、Φ42、Φ52、Φ71、Φ83、Φ105、Φ115等型號(hào)電阻片，年可節(jié)約電費(fèi)成本270萬(wàn)元以上。與現(xiàn)在技術(shù)相比，具有燒結(jié)出的電阻片電性能高，生產(chǎn)效率高，節(jié)能降耗，降低了產(chǎn)品的制造成本，經(jīng)濟(jì)效益可觀等優(yōu)點(diǎn)。
結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明的電阻片裝在燒缽內(nèi)的示意圖。
實(shí)施例1參見(jiàn)圖1，圖2，本發(fā)明的燒結(jié)工藝為a)、裝缽取電阻片在燒缽體1內(nèi)疊放，疊放層數(shù)為2層。兩電阻片之間所設(shè)隔離層為石墨耐火材料鋪設(shè)的隔離層3，加蓋上蓋體2。
b)、燒結(jié)將燒缽入燒結(jié)爐中，升溫時(shí)間15小時(shí)，爐內(nèi)最高溫度1050℃，保溫時(shí)間2小時(shí)。
c)、降溫缽體在隧道窯降溫時(shí)間為13小時(shí)。
d)、取出燒缽隨傳送帶板推出，取下燒缽，打開(kāi)上蓋體，取出電阻片。
實(shí)施例2參見(jiàn)圖1，圖2，本發(fā)提的燒結(jié)工藝為a)、裝缽取電阻片在燒缽體1內(nèi)疊放，疊放層數(shù)為4層。兩電阻片之間所設(shè)隔離層為石墨耐火材料鋪設(shè)的隔離層3，加蓋上蓋體2。
b)、燒結(jié)將燒缽入燒結(jié)爐中，升溫時(shí)間為15小時(shí)，爐內(nèi)最高溫度1200℃，保溫時(shí)間5小時(shí)。
c)、降溫缽體在隧道窯降溫時(shí)間為14.5小時(shí)。
d)、取出燒缽隨傳送帶板推出，取下燒缽，打開(kāi)上蓋體，取出電阻片。
實(shí)施例3參見(jiàn)圖1，圖2，本發(fā)提的燒結(jié)工藝為a)、裝缽取電阻片在燒缽體1內(nèi)疊放，疊放層數(shù)為8層。兩電阻片之間所設(shè)隔離層為石墨耐火材料鋪設(shè)的隔離層3，加蓋上蓋體2。
b)、燒結(jié)將燒缽入燒結(jié)爐中，升溫時(shí)間為15小時(shí)，爐內(nèi)最高溫度1300℃，保溫時(shí)間10小時(shí)。
c)、降溫缽體在隧道窯降溫時(shí)間為18小時(shí)。
d)、取出燒缽隨傳送帶板推出，取下燒缽，打開(kāi)上蓋體，取出電阻片。
權(quán)利要求
1.一種壓敏電阻片疊層燒結(jié)工藝，其特征是燒結(jié)工藝步驟為a)、裝缽，取電阻片在燒缽內(nèi)疊放，其疊放電阻片的層數(shù)為2-8層，在電阻片之間設(shè)有隔離層，加蓋上蓋體；b)、燒結(jié)，將燒缽由傳送帶板送入燒結(jié)隧道窯中采用隧道窯燒結(jié)，升溫時(shí)間為15小時(shí)，爐內(nèi)最高溫度1050-1300℃，保溫2-10小時(shí)；c)、降溫，燒缽在隧道窯降溫時(shí)間為13-18小時(shí)；d)、取出，燒缽隨傳送板推出，取下燒缽，打開(kāi)上蓋體取出電阻片。
全文摘要
本發(fā)明為壓敏電阻片制作技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種壓敏電阻片疊層燒結(jié)工藝。其主要特點(diǎn)是將電阻片疊放在燒缽內(nèi)，電阻片疊放的層數(shù)為2－8層，電阻片之間設(shè)有隔離層，燒缽采用隧道窯燒結(jié)，爐內(nèi)最高溫度為1050－1300℃。該種燒結(jié)工藝可降低易揮發(fā)組分的分壓值，另一方面在大幅度提高生產(chǎn)效率，降低能耗的同時(shí)，提高了電阻片的電性能的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01C7/10GK1921034SQ20061010698
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者黃海, 李永祥, 王蘭義, 蘇磊, 程曉, 李越, 杜曉娜, 常建軍, 李紅云, 陳文靈 申請(qǐng)人:南陽(yáng)金冠電氣有限公司