專利名稱：電壓非線性電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓非線性電阻。
高性能的電壓非線性電阻應(yīng)在大、小電流區(qū)均具有優(yōu)良的綜合性能，即非線性系數(shù)大和漏電流小，限壓性能和浪涌電流吸收性能好，在較苛刻負(fù)荷下能長(zhǎng)期有效地工作。從生產(chǎn)的角度來講，應(yīng)利于大批量生產(chǎn)，且性能的重現(xiàn)性好。
為了獲得性能優(yōu)良的電壓非線性電阻，在一些專利中，如EP0115050，JP57-226208A，JP58-113163A、JP63-54748，JP60-38841A中，提出通過控制電壓非線性電阻中Bi2O1相的相變來達(dá)到目的。β-Bi2O3相對(duì)提高常溫下非線性系數(shù)和減少漏電流有利，但對(duì)浪涌電流吸收性能和長(zhǎng)期負(fù)荷壽命不利;γ-Bi2O3相的作用則與β-Bi2O3相反。在這類方法中，通過適當(dāng)溫度的熱處理，使部分β-Bi2O3轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Bi2O3，如果要獲得優(yōu)良的綜合性能，就必須控制γ/β相比例，由于兩種類型Bi2O3相的作用相互制約，使理想的γ/β相比例的范圍很小。由β-Bi2O3轉(zhuǎn)化成γ-Bi2O3受到許多因素的影響，而其中一些因素是難以控制的，在每次的轉(zhuǎn)化過程中，這些因素的作用都會(huì)有所不同，以致二相轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)化量有所不同。這樣，在實(shí)際控制中，即使操作條件相同，γ/β相比例仍然容易超出理想的范圍，因此就不容易獲得優(yōu)良的綜合性能，而且在大批量生產(chǎn)中，也不易獲得好的重現(xiàn)性。
另一類方法如JP54-154085～154087A，JP60072204A，JP57-169203A，JP57-43316A，US4386021，JP62-36615A，JP59-41285A等專利中所敘述的加玻璃料的方法。這類方法對(duì)改善長(zhǎng)期負(fù)荷壽命特別有效，但有時(shí)對(duì)其它方面性能可能有不利的影響，而且玻璃料的制備與摻加使工藝程序增多，不利于生產(chǎn)。因此在這類方法中，往往還涉及到不以玻璃料形式的硼元素的摻加。硼元素?fù)郊臃椒ê?jiǎn)便，對(duì)長(zhǎng)期負(fù)荷壽命也有明顯好處，但不利影響仍然存在。有的專利通過摻加鋁等元素以改善這方面，但結(jié)果又容易使長(zhǎng)期負(fù)荷壽命甚至常溫的非線性系數(shù)和漏電流性能變差，因此不易全面地兼顧。而且，硼、鋁等元素都以極少量摻加，有時(shí)不按預(yù)期的要求分布于晶界或晶粒中，以致產(chǎn)品性能不易達(dá)到要求。
本發(fā)明的目的提供一種電壓非線性電阻，能在大、小電流區(qū)均具有優(yōu)良的綜合性能，并能易于控制地在大批量生產(chǎn)中重復(fù)得到所需的性能。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，在含有氧化鉍相、鋅銻尖晶石相的基礎(chǔ)上，含有偏銻酸鋇(BaSb2O6)相，且在上述的三相總和中，BaSb2O6相占5%-50%。在本發(fā)明的電壓非線性電阻中，BaSb2O6相的存在調(diào)制和改變了晶界相的結(jié)構(gòu)和性狀，使電壓非線性電阻具有優(yōu)良的綜合性能。由于BaSb2O6相是熱穩(wěn)定的，不會(huì)因溫度的變化而發(fā)生相變。這樣，只要當(dāng)配方的組份和制備工藝確定后，就能重復(fù)地獲得所需的性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能在大、小電流區(qū)均具有優(yōu)良的綜合性能，即非線性系數(shù)大和漏電流小，限壓性能和浪涌電流吸收性能好，在較苛刻負(fù)荷下能長(zhǎng)期有效地工作。從生產(chǎn)的角度來講，利于大批量生產(chǎn)，且性能的重現(xiàn)性能好。
實(shí)施例按下列組份配料0.1-3.0mol%Bi2O3，0.1-3.0mol%BaO，0.1-3.0mol%Sb2O3，0.1-3.0mol%Co2O3，0.1-3.0mol%Cr2O3，0.1-3.0mol%NiO，0.1-3.0mol%SiO2，0.1-3.0mol%MnO，其余為ZnO。配料在球磨機(jī)中混磨48小時(shí)后，烘干料漿。接著在700℃～900℃下煅燒3小時(shí)，煅燒后的料再球磨24小時(shí)，然后用噴霧干燥機(jī)造粒。粉料在800kg/cm2下制成φ12.5mm×1.5mm的坯體，燒成溫度為1100℃-1300℃，升溫、降溫速度為100℃/hr。熱處理溫度為500℃-600℃，升溫、降溫速度為130℃/hr。燒成的樣品尺寸為φ10.5×1.3mm。最后在圓片的二面燒制銀電極。
電壓非線性電阻常溫下的非線性系數(shù)在0.1mA～1mA間取值，漏電流在0.83V1mA下測(cè)量;長(zhǎng)期負(fù)荷壽命的測(cè)試在125℃、0.9V1mA下經(jīng)過連續(xù)負(fù)荷100小時(shí)后，在室溫下測(cè)量壓敏電壓的變化率，L= (V100-V0)/(V0) ×100，Vo、V100分別為試驗(yàn)前后的壓敏電壓。測(cè)試?yán)擞侩娏魑招阅艿臉悠方?jīng)8×20μS的1.25KA電流沖擊二次后，測(cè)量壓敏電壓的變化率，S= (V1′mA-V1mA)/(V1mA) ×100，V1mA、V′1mA分別為試驗(yàn)前后的壓敏電壓。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
經(jīng)X-射線分析，在本發(fā)明的電壓非線性電阻中，含有β-Bi2O3相，BaSb2O6相和鋅銻尖晶石(Zn2.33Sb0.67O4)相，還可能含有少量的γ-Bi2O3相，但在本發(fā)明中，并不一定要使部分β-Bi2O3相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Bi2O3相，或要求γ/β相比例在理想的范圍內(nèi)。不過，允許存在的少量的γ-Bi2O3晶相對(duì)性能的進(jìn)一步改善是有好處的。在上述的三種晶相中(氧化鉍相按其不同晶相的總和計(jì))，當(dāng)BaSb2O6相處于適當(dāng)?shù)谋壤龝r(shí)，能使電壓非線性電阻具有優(yōu)良的綜合性能，該比例值按下式計(jì)算RBS= (IBS)/(IBS+IBi+ISP) ×100其中IBS、IBi、ISP分別代表X-射線測(cè)試數(shù)據(jù)中BaSb2O6相、Bi2O3相、鋅銻尖晶石相的最大強(qiáng)度值。
在表1中，1號(hào)樣品為對(duì)照例，其中不含有BaSb2O6相，2號(hào)至9號(hào)樣品是具有不同含量的BaSb2O6相的樣品，通過改變的BaO的摻入量而獲得相應(yīng)的BaSb2O6相的含量。

圖1為表1的電壓非線性電阻在負(fù)荷下漏電流與時(shí)間的關(guān)系曲線，可見在較苛刻負(fù)荷下，無BaSb2O6相的樣品，其漏電流增加很快，不能有效地工作;含有適量BaSb2O6相的樣品，其漏電流變化緩慢，能長(zhǎng)期有效地工作。表1和圖1的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)RBS＝5%-50%時(shí)，BaSb2O6相的存在能改善綜合性能;但過大或過小則不能獲得良好的綜合性能，較佳的范圍在10-35%。
權(quán)利要求
1.一種電壓非線性電阻，含有氧化鉍相、鋅銻尖晶石相，其特征是含有偏銻酸鋇(BaSb2O6)相，且在氧化鉍相、鋅銻尖晶石相、BaSb2O6相的三相總和中，BaSb2O6相占5-50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓非線性電阻，其特征是氧化鉍相主要為β-Bi2O3相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓非線性電阻，其特征是鋅銻尖晶石相最好為Zn2.33Sb0.67O4相。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓非線性電阻，其特征是在所含Bi2O3相、Zn2.33Sb0.67O4相、BaSb2O6相的三相總和中，BaSb2O6相所占比例的較佳值為10-35%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓非線性電阻，其特征是含有偏銻酸鋇(BaSb
文檔編號(hào)H01C7/10GK1084312SQ9310880
公開日1994年3月23日 申請(qǐng)日期1993年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月29日
發(fā)明者陳志雄, 何愛琴, 石濱 申請(qǐng)人:廣州師范學(xué)院