一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，該瓷片為長方體結(jié)構(gòu)，且所述瓷片的上、下表面覆蓋金屬層，在所述金屬層均設(shè)置有電極。本實用新型用于抑制雷電過電壓，起到提供大電流的通道釋放雷電流能量，同時將雷電過電壓的幅值限制在一定范圍，起到保護電氣設(shè)備的目的。
【專利說明】一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，屬于雷電科學與【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋅半導體陶瓷具有壓敏電阻的物理性質(zhì)，并且有制造工藝簡單的特點，利用 以氧化鋅為基礎(chǔ)制造的半導體陶瓷具有高的非線性系數(shù)，大通流和高能量承受能力的優(yōu) 點，因此被廣泛應(yīng)用于防雷保護電路中。
[0003] 根據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求，在樓層配電系統(tǒng)中，需要安裝限壓型電涌 保護器，目前限壓型電涌保護器的內(nèi)部核心器件采用以氧化鋅為主材料的壓敏電阻，并且 要求壓敏電阻具有較大的通流容量，較低的殘壓以及較小的漏流等性能要求。但是，目前使 用于限壓型電涌保護器的壓敏電阻，在具有一定大小的參考電壓值時，具有厚度尺寸較大 的特點，這樣就增加了電涌保護器的體積，帶來了安裝上的不便。因此，為了減小限壓型電 涌保護器的尺寸，在要求具有同樣通流容量，同樣參考電壓的情況下，需要減小壓敏電阻的 體積。本發(fā)明根據(jù)限壓型電涌保護器的參數(shù)要求，提出一種用于防雷的氧化鋅半導瓷材料， 該材料具有參考電壓低、通流容量大、殘壓低以及厚度薄，體積小的特點，可以滿足限壓型 電涌保護器對于減小壓敏電阻尺寸的要求。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，用于抑 制雷電過電壓，起到提供大電流的通道釋放雷電流能量，同時將雷電過電壓的幅值限制在 一定范圍，起到保護電氣設(shè)備的目的。
[0005] 本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本實用新型提供一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，該瓷片為長方體結(jié)構(gòu)，且所述 瓷片的上、下表面覆蓋金屬層，所述金屬層為銀，在上、下表面的金屬層上均設(shè)置有電極。
[0007] 作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述瓷片由ZnO、Bi203、Sb 203、C〇203、Mn02、 Cr203混合而成。
[0008] 作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述長方體的長和寬均為34mm、高為2. 5mm。
[0009] 作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述長方體的長和寬均為30mm、高為2. 5mm。
[0010] 作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述長方體的長和寬均為25mm、高為2. 5mm。
[0011] 本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0012] (1)本發(fā)明中制成的氧化鋅半導瓷片當其壓敏電壓為620V時，其厚度僅為2. 5mm， 長和寬均為34mm，漏電流僅為2-5 y A，其最大通流容量為55kA，當沖擊電流達到20kA時，殘 壓僅為1. 5kV ;
[0013] (2)本發(fā)明制成的氧化鋅半導瓷片具有漏電流小，耐受劣化能力強，耐沖擊等優(yōu) 占.
[0014] (3)本發(fā)明制成的氧化鋅半導瓷片體積小，便于安裝，可多片并聯(lián)使用增加通流容 量?？梢员粡V泛應(yīng)用于防雷的電涌保護器中，具有較好的雷電防護作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是氧化鋅半導瓷的非線性電壓電流關(guān)系示意圖。
[0016] 圖2是氧化鋅半導瓷的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明：
[0018] 氧化鋅半導瓷是一種重要的陶瓷半導體材料，俗稱鋅白。純氧化鋅是煅燒鋅 礦石或在空氣中燃燒鋅條而得。氧化鋅結(jié)晶是六角晶系，晶格常數(shù)a=3.25X10-10m、 c=5. 20X10-10m。室溫下滿足化學計量比關(guān)系的氧化鋅晶體或多晶體中導電載流子極少， 具有絕緣體的性能。在空氣中經(jīng)高溫處理后，將會因氧的過?；虿蛔愣蔀槠x化學計量 比關(guān)系的不完整晶體，即含有氧缺位或氧填隙鋅的非化學計量比結(jié)晶，使自由電子或空穴 大大增多，氧化鋅由白色絕緣體變成青黑色半導體。
[0019] 當在氧化鋅中加入適量的其他氧化物或鹽類，如Bi203、Sb 203、C〇203、MnO、Cr20 3、 A1A或A1 (NO 3) 2等作為添加劑，按一般的陶瓷工藝成型燒結(jié)，可以制得氧化鋅半導瓷。這 種半導瓷由半導電的氧化鋅晶粒及添加劑成分構(gòu)成的晶粒間層所組成。由于每一個氧化鋅 晶粒和晶粒間層之間都能形成一個接觸區(qū)，具有一般半導體接觸的單向?qū)щ娦裕詢蓚€ 晶粒間存在兩個相反位置的整流結(jié)，一塊氧化鋅半導瓷片是大量相反放置的整流結(jié)組的堆 積。當外加電壓于這種材料時，低電壓下，由于反偏整流結(jié)的阻擋作用，材料呈高阻狀態(tài)，具 有絕緣性能。當電壓高達一定值時，整流結(jié)發(fā)生擊穿，材料電阻率迅速下降，成為導電材料， 可以通過相當大密度的電流。
[0020] 氧化鋅半導瓷的非線性電壓電流關(guān)系示意圖如圖1所示，其中，DC表示直流電壓 作用下的J-E曲線(相當于電流-電壓曲線，J是電流密度，E是電場強度）；AC表示交流條

【權(quán)利要求】
1. 一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，其特征在于，該瓷片為長方體結(jié)構(gòu)，且所述瓷片的 上下表面覆蓋金屬銀層，在上、下表面的金屬銀層上均設(shè)置有電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，其特征在于，所述長方體 的長和寬均為34mm、高為2. 5謹。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，其特征在于，所述長方體 的長和寬均為30謹、高為2. 5謹。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于防雷的氧化鋅半導瓷片，其特征在于，所述長方體 的長和寬均為25謹、高為2. 5謹。
【文檔編號】H01C7/12GK204257309SQ201420707274
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】李祥超, 陳璞陽, 周中山, 陳則煌 申請人:南京信息工程大學