高能球磨法制备高电位梯度的ZnO压敏电阻

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1、第26卷第1期电子元件与材料Vol.26No.12007年1月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSJan.2007研究与试制高能球磨法制备高电位梯度的ZnO压敏电阻孔慧，刘宏玉，蒋冬梅，石旺舟，马学鸣（华东师范大学物理系，上海200062）摘要:为了制备高电位梯度的ZnO压敏电阻，采用了新的粉体制备方法，即高能球磨Bi2O3和Sb2O3两种添加剂12h，再与其它氧化物共同高能球磨5h。扫描电镜及各个烧结温度下电性能、致密度的实验结果证明：此法制备的粉体压片后，1000℃烧结时，其电位梯度高达1516V/mm，漏电流为3.0μA，非线性系数为22。

2、关键词:电子技术；高能球磨；ZnO压敏电阻；XRD；电性能中图分类号:TN304.93文献标识码:A文章编号:1001-2028（2007）01-0011-03Highvoltagegradientofzincoxide-basedvaristorspreparedbyhigh-energyballmillingKONGHui,LIUHong-yu,JIANGDong-mei,SHIWang-zhou,MAXue-ming(DepartmentofPhysics,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China)Abstract:

3、TheconstituentoxideswereprerparedbymillingZnO、Bi2O3、Sb2O3、Cr2O3、Co2O3、MnO2togetherfor5h,inwhichsyntheticBi2O3andSb2O3powderhadbeenfirstlymilledfor12h.TheZnO-basedvaristorswereproducedbysinteringat1000℃.Andtheelectricpropertiesofobtainedvaristorsaretheleakagecurrentof3.0μA,thenonlinearcoeff

4、icientof22,thevoltagegradientof1516V/mm,respectively.Keywords:electrontechnology;high-energyballmilling;ZnOvaristor;XRD;electricalproperty自1968年日本松下开发ZnO压敏电阻以来，ZnO用（ZnO+Bi2O3+Sb2O3+Cr2O3+Co2O3+MnO2）六种基压敏电阻就以其造价低廉、制造方便、非线性系数大、元的经验配方，改变粉体制备工艺，对比其电学性能响应时间快、残压低、电压温度系数小、漏电流小等变化，研究单独预处理Bi2O3和Sb2

5、O3两种添加剂与[1]优良性能，广泛应用于通讯、工业保护、电子等领域。其它氧化物混合制备高电位梯度压敏电阻的可行性。ZnO压敏电阻在工业生产中主要用低能球磨搅拌1实验混合、高温烧结的方法制备，烧结温度一般为1100~1350℃。而高温烧结不利于开发高电位梯度的避雷原料为分析纯试剂（ZnO99.0%，MnO297.5%，器。高能球磨是制备纳米级粉体的一种常见方法，可Co2O399.0%，Bi2O399.94%，Cr2O399.0%，以上为以提高粉体的活性，从而降低烧结温度，有助于提高国药集团化学试剂有限公司生产；Sb2O399.0%，上海电位梯度。在制备ZnO压敏电阻方面，使

6、用高能球磨试四赫维化工有限公司生产），按照配方（质量分数）[2]的报道较少。Fah采用高能球磨法，将粉料细化至为90%ZnO+4.0%Bi2O3+3.0%Sb2O3+1%Cr2O3+1.517nm左右，先单轴压制再等静压成型，烧结温度降%Co2O3+0.5%MnO2配制。制备流程如图1，采用不至1100℃，制备出了电位梯度达440V/mm的ZnO锈钢球、尼龙罐，在行星式高能球磨机（QM—ISP04，压敏电阻材料。但温度仍然较高，电位梯度也不够高，南京大学仪器厂）中湿磨，转速500r/min，球：粉：其等静压成型使成本增加。无水乙醇的质量比为20:1:5，浆料在60℃保温2h

7、，笔者尝试用高能球磨的方法来制备混合粉体，采再升温至150℃烘2h成干粉。添加质量分数为2%收稿日期：2006-07-10通讯作者：蒋冬梅基金项目：国家自然科学基金资助项目（50471045）；上海市科委纳米专项（0452nm026）作者简介：蒋冬梅（1969－），女，江苏苏州人，博士，从事纳米功能材料研究。Tel:(021)62233219；E-mail:dmjiang@phy.ecnu.edu.cn；孔慧（1980－），女，山东兖州人，硕士，从事纳米功能材料的研究。Tel:013761119520；E-mail