电阻片知识讲稿

电阻片制造工艺工艺简述

电阻片研制组

定义压敏电阻：是一种电子陶瓷元件。其主要功能是监测、抑制浪涌电压，而本身不受损害。其电流—电压特性是非线性的。可用于直流，也可用于交流，其范围从几伏到数万伏；从微安级到数千安级。它具有很大的能量吸收能力。可用于电力及半导体工业。ZnO压敏电阻是将ZnO粉料与铋、锑、钴、镍、锰、铬、硅等的氧化物相混合，经传统的压制和烧成工艺而制成的性质独特的多晶陶瓷。它具有优异的非线性I—V特性，在电压值达到击穿电压以前，它接近与绝缘体；而电压值超过这个数值以后就成为导体。曲线三段：预击穿区、非线性区、上升区电压的微小增量会引起电流很大的增量（在中间非线区段），该区是ZnO压敏电阻的核心。一、氧化锌非线性电阻制造用原材料二、电阻片现行生产工艺简述、控制要点及注意事项三、小结氧化锌避雷器核心元件（非线性电阻片）

电阻片的主要参数

（1）非线性系数α（1mA/0.1mA时15—20）（2）残压比（简称压比、有称为保护比）（3）压敏电压（或称为临界电压）V1mA（4）泄漏电流IL（5）能量吸收能力（2ms方波通流、4/10μs大冲击）（6）老化寿命一、氧化锌非线性电阻制造用原材料

氧化锌添加物原料氧化铋、氧化锑、氧化钴、碳酸锰、无水硅酸、氧化铬、银玻璃粉有机原材料聚乙烯醇(简称PVA)、分散剂、消泡剂

纯水、电极材料（铝丝）、有机涂层材料等其它材料二、电阻片现行生产工艺、控制要点及注意事项典型的避雷器用ZnO电阻片生产工艺流程与装备添加剂原料的细化处理与ZnO混合粉料的制备

添加剂配料与细化处理

添加剂配料:电子称及天平称前必须调零；一人称量，另一人辅助并监督。室温控制在15℃—30℃，相对湿度控制在75%以下添加剂的一次球磨(细化处理):78.9kg黑料，纯水80kg;严格控制加水量；严格按顺序加料，先加氧化锑和二氧化硅，接着加入氧化钴，玻璃粉放在中间阶段加入，随后加入氧化铬及碳酸锰，最后加入氧化铋。高速搅拌时间120分钟。一次球磨浆料的干燥与粉碎过筛：设定温度130--170℃，12---15小时;然后粉碎，过40目筛网。关于煅烧添加剂煅烧工序目的：提高电阻片致密度和稳定性，提高性能。用刚玉莫来石匣钵或石英玻璃匣钵，盖上端盖，密闭烧结。最高温度820℃左右，保温90分钟左右。装钵时，将料压实。出窑添加剂颜色应为蓝绿色、易粉碎ZnO与添加剂混合喷雾

造粒粉料的制备结合剂制备：结合剂的作用及其溶制：900克聚乙烯醇，26kg纯水;在冷水时加入聚乙烯醇，搅拌作用：增加造粒料可塑性，便于成型纯水制备：(略）添加剂二次球磨：13kg添加剂、纯水20kg（先加入15kg纯水，冲洗搅拌罐用水5kg),球磨100---120分钟，同时启动循环泵。注意事项：1.严格控制加水量及搅拌球磨时间2.磨好后用泵打入分散磨搅拌罐中，必须过筛。ZnO与添加剂及分散剂的混合：

100kg氧化锌（分两次加入）

1.1—1.3升分散剂（用8升纯水稀释）42g硝酸铝用4升纯水稀释。注意事项：让硝酸铝溶液缓慢倒入分散剂稀释液中，同时要搅拌均匀。硝酸铝作用：适量时降低电阻片压比；加入量增大时，漏流增大；分散剂作用：降低浆料粘度，减少加水量，提高浆料含固量严格按加料顺序进行，氧化锌分两次加入，混合搅拌时间确定：至少90分钟消泡剂要分四次加入搅拌罐中（作用消除气泡）。造粒料浆含固量控制范围：64---68﹪，料浆温度40-60℃（冬天应靠近60℃，夏天应接近40℃）造粒机输将泵的压力范围:1.3---1.8MPa入口温度为240℃

出口温度为：140℃造粒料形状：球形（苹果状）。应具有良好的流动性，从而提高坯体成型密度，降低成型压力含水率：0.4%以下，平均粒径90---120微米，造粒料堆积密度：1.34---1.55g/cm3影响粒径大小因素：浆料温度、粘度、含固量、喷嘴喷片孔径、输浆泵压力及开口垫圈厚度等粉料含水与坯体成型

粉料含水与成型是ZnO陶瓷生产过程第三道最重要的工序。粉料含水是为改善粉料的流动性，顺利完成坯体成型才是最终目的.含水率：1.2----1.4%,含水料密闭存放12h后才可成型，要求在24h内将造粒料用完。（造粒料存放时间太短或太长时都不利于成型）成型密度＝坯片重量/坯片体积,密度控制范围：3.15—3.25g/cm3必须轻拿轻放，避免磕碰.需充分排气2—3次、保压5—10秒（分不同规格及不同品种）。成型工作间温度控制范围：20----35℃如果不含水时，坯片易层裂；含水多时，流动性差，造粒料强度低，易粘模压制过程坯体的相对密度与压力的关系（A）1.88g/cm3（B）2.62g/cm3（C）3.16g/cm3坯体三种密度端面的图像ZnO陶瓷的排胶预烧

排除结合剂

（1）排除结合剂的必要性：留在坯体内易产生气孔、起泡（2）排结合剂炉及装片钵具坯体的预烧

（1）坯体预烧的目的：便于涂布高阻层（2）预烧工序控制要点：坯体收缩率11—13%若收缩太大，釉难以附着；收缩太小时，釉渗透太深，影响电气性能（方波容量降低）涂无机高阻层目的：1.提高电阻片方波及大冲击耐受容量，避免沿侧面闪络。2.改善电阻片老化寿命。该工序注意事项：避免流釉、脱釉、堆釉发生轻拿轻放，避免磕碰

ZnO陶瓷的烧成烧成制度烧成分四个阶段，即低温、高温升温阶段、保温阶段，以及冷却阶段。（1）低温升温阶段（室温～850℃）（2）高温升温阶段（850C～最高温度）（3）最高温度与保温阶段（4）烧成冷却阶烧成工序注意事项：1.必须将匣钵密闭烧结（密封不严时泄漏电流增大，变成废品）。2.出窑匣钵温度降至100℃以下时，才可以掀开上盖.3.必须轻拿轻放，避免磕碰.4.收缩率控制在16.5----17%磨片与清洗（略）热处理工序控制要点：1.热处理后电阻片1mA电压变化率4---6%。2.最高温度525℃左右，严格控制降温速率℃热处理对电组片性能的影响

（1）降低电阻片的压比（2）提高方波及大电流通流能力（3）可提高电阻片的热稳定性

喷涂铝电极

氧化锌避雷器的核心组件即电阻片芯体是靠其两端平面的电极连接才形成导电通路的。由于芯体在避雷器运行过程将承受很大的电负荷，所以作为确保其电气导通的电极必须既具有良好的导电性、耐弧性，又要具有与瓷体表面有很好的密着结合性。电极与瓷体结合程度的充分与否直接会影响电阻片的通流能力，因为采用喷涂的铝层作为电极可以满足上述要求，所以得到广泛应用。基于上述原因，喷涂铝作为MOV制造的后工序是很重要的，所以是不容忽视的。喷铝注意事项：1.喷铝前黑片上下两端面必须清理干净2.套圈时不能套偏喷铝后，必须用刷子将两端面清扫干净，并用压缩空气将其吹净（清理不净时易引起电阻片侧面闪络。有机绝缘涂层：即滚涂145#绝缘漆注意事项：防止流釉，不能污染上下两端面电阻片的性能例行和抽查试验项目

抽查试验项目（1）2ms方波电流冲击两次：目的在于筛选出有内在缺陷的废品。（2）标称8/20μs雷电流5kA或10kA冲击试验：目的在于测定在标称电流下的残压，为配组提供避雷器保护水平（与1mA电流下电压下的压比）的参数；同时也可以剔除侧面绝缘闪络的废品。（3）直流1mA下的电压以及在75%U1mA下的泄露电流：目的在于测定U1mA下的电压和在运行电压下的漏电流；为配组提供确保避雷器在正常下安全工作的U1mA电流下电压的参数（与雷电流残压的比值），以及漏电流。例行试验项目（1）2ms方波电流冲击18次抽查：从已通过例行方波试验的批次中任意抽取1%电阻片，进行此项试验。目的在于考核每批电阻片耐受方波电流冲击的能力是否能够符合工艺规定。（2）4/10μs大电流冲击两次抽查：从已通过例行方波试验的批次中抽取残压比较高的电阻片4片，进行此项试验。目的在于考核每批电阻片耐受大电流冲击的能力是否能够符合工艺规定。（3）人工加速老化抽查试验：目的在于考核避雷器在正常运行条件下运行的稳定性和可靠性。115℃1000h.通常加速老化抽查试验是在135℃168h情况下老化系数Kct＝P2/P1符合企标即可

通过上述知识讲解，大家可以了解到，电阻片最重要的性能是：①非线性，即保护过电压的性能；②耐受电流冲击的能力及稳定性；③泄露电流及老化特性。

这些性能与电阻片配方和各个工序的工艺密切相关。最主要的工序是：①喷