電阻片知識(shí)講稿

電阻片制造工藝工藝簡(jiǎn)述

電阻片研制組

定義壓敏電阻：是一種電子陶瓷元件。其主要功能是監(jiān)測(cè)、抑制浪涌電壓，而本身不受損害。其電流—電壓特性是非線性的?？捎糜谥绷?，也可用于交流，其范圍從幾伏到數(shù)萬(wàn)伏；從微安級(jí)到數(shù)千安級(jí)。它具有很大的能量吸收能力?？捎糜陔娏鞍雽?dǎo)體工業(yè)。ZnO壓敏電阻是將ZnO粉料與鉍、銻、鈷、鎳、錳、鉻、硅等的氧化物相混合，經(jīng)傳統(tǒng)的壓制和燒成工藝而制成的性質(zhì)獨(dú)特的多晶陶瓷。它具有優(yōu)異的非線性I—V特性，在電壓值達(dá)到擊穿電壓以前，它接近與絕緣體；而電壓值超過這個(gè)數(shù)值以后就成為導(dǎo)體。曲線三段：預(yù)擊穿區(qū)、非線性區(qū)、上升區(qū)電壓的微小增量會(huì)引起電流很大的增量（在中間非線區(qū)段），該區(qū)是ZnO壓敏電阻的核心。一、氧化鋅非線性電阻制造用原材料二、電阻片現(xiàn)行生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述、控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)三、小結(jié)氧化鋅避雷器核心元件（非線性電阻片）

電阻片的主要參數(shù)

（1）非線性系數(shù)α（1mA/0.1mA時(shí)15—20）（2）殘壓比（簡(jiǎn)稱壓比、有稱為保護(hù)比）（3）壓敏電壓（或稱為臨界電壓）V1mA（4）泄漏電流IL（5）能量吸收能力（2ms方波通流、4/10μs大沖擊）（6）老化壽命一、氧化鋅非線性電阻制造用原材料

氧化鋅添加物原料氧化鉍、氧化銻、氧化鈷、碳酸錳、無(wú)水硅酸、氧化鉻、銀玻璃粉有機(jī)原材料聚乙烯醇(簡(jiǎn)稱PVA)、分散劑、消泡劑

純水、電極材料（鋁絲）、有機(jī)涂層材料等其它材料二、電阻片現(xiàn)行生產(chǎn)工藝、控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)典型的避雷器用ZnO電阻片生產(chǎn)工藝流程與裝備添加劑原料的細(xì)化處理與ZnO混合粉料的制備

添加劑配料與細(xì)化處理

添加劑配料:電子稱及天平稱前必須調(diào)零；一人稱量，另一人輔助并監(jiān)督。室溫控制在15℃—30℃，相對(duì)濕度控制在75%以下添加劑的一次球磨(細(xì)化處理):78.9kg黑料，純水80kg;嚴(yán)格控制加水量；嚴(yán)格按順序加料，先加氧化銻和二氧化硅，接著加入氧化鈷，玻璃粉放在中間階段加入，隨后加入氧化鉻及碳酸錳，最后加入氧化鉍。高速攪拌時(shí)間120分鐘。一次球磨漿料的干燥與粉碎過篩：設(shè)定溫度130--170℃，12---15小時(shí);然后粉碎，過40目篩網(wǎng)。關(guān)于煅燒添加劑煅燒工序目的：提高電阻片致密度和穩(wěn)定性，提高性能。用剛玉莫來(lái)石匣缽或石英玻璃匣缽，蓋上端蓋，密閉燒結(jié)。最高溫度820℃左右，保溫90分鐘左右。裝缽時(shí)，將料壓實(shí)。出窯添加劑顏色應(yīng)為藍(lán)綠色、易粉碎ZnO與添加劑混合噴霧

造粒粉料的制備結(jié)合劑制備：結(jié)合劑的作用及其溶制：900克聚乙烯醇，26kg純水;在冷水時(shí)加入聚乙烯醇，攪拌作用：增加造粒料可塑性，便于成型純水制備：(略）添加劑二次球磨：13kg添加劑、純水20kg（先加入15kg純水，沖洗攪拌罐用水5kg),球磨100---120分鐘，同時(shí)啟動(dòng)循環(huán)泵。注意事項(xiàng)：1.嚴(yán)格控制加水量及攪拌球磨時(shí)間2.磨好后用泵打入分散磨攪拌罐中，必須過篩。ZnO與添加劑及分散劑的混合：

100kg氧化鋅（分兩次加入）

1.1—1.3升分散劑（用8升純水稀釋）42g硝酸鋁用4升純水稀釋。注意事項(xiàng)：讓硝酸鋁溶液緩慢倒入分散劑稀釋液中，同時(shí)要攪拌均勻。硝酸鋁作用：適量時(shí)降低電阻片壓比；加入量增大時(shí)，漏流增大；分散劑作用：降低漿料粘度，減少加水量，提高漿料含固量嚴(yán)格按加料順序進(jìn)行，氧化鋅分兩次加入，混合攪拌時(shí)間確定：至少90分鐘消泡劑要分四次加入攪拌罐中（作用消除氣泡）。造粒料漿含固量控制范圍：64---68﹪，料漿溫度40-60℃（冬天應(yīng)靠近60℃，夏天應(yīng)接近40℃）造粒機(jī)輸將泵的壓力范圍:1.3---1.8MPa入口溫度為240℃

出口溫度為：140℃造粒料形狀：球形（蘋果狀）。應(yīng)具有良好的流動(dòng)性，從而提高坯體成型密度，降低成型壓力含水率：0.4%以下，平均粒徑90---120微米，造粒料堆積密度：1.34---1.55g/cm3影響粒徑大小因素：漿料溫度、粘度、含固量、噴嘴噴片孔徑、輸漿泵壓力及開口墊圈厚度等粉料含水與坯體成型

粉料含水與成型是ZnO陶瓷生產(chǎn)過程第三道最重要的工序。粉料含水是為改善粉料的流動(dòng)性，順利完成坯體成型才是最終目的.含水率：1.2----1.4%,含水料密閉存放12h后才可成型，要求在24h內(nèi)將造粒料用完。（造粒料存放時(shí)間太短或太長(zhǎng)時(shí)都不利于成型）成型密度＝坯片重量/坯片體積,密度控制范圍：3.15—3.25g/cm3必須輕拿輕放，避免磕碰.需充分排氣2—3次、保壓5—10秒（分不同規(guī)格及不同品種）。成型工作間溫度控制范圍：20----35℃如果不含水時(shí)，坯片易層裂；含水多時(shí)，流動(dòng)性差，造粒料強(qiáng)度低，易粘模壓制過程坯體的相對(duì)密度與壓力的關(guān)系（A）1.88g/cm3（B）2.62g/cm3（C）3.16g/cm3坯體三種密度端面的圖像ZnO陶瓷的排膠預(yù)燒

排除結(jié)合劑

（1）排除結(jié)合劑的必要性：留在坯體內(nèi)易產(chǎn)生氣孔、起泡（2）排結(jié)合劑爐及裝片缽具坯體的預(yù)燒

（1）坯體預(yù)燒的目的：便于涂布高阻層（2）預(yù)燒工序控制要點(diǎn)：坯體收縮率11—13%若收縮太大，釉難以附著；收縮太小時(shí)，釉滲透太深，影響電氣性能（方波容量降低）涂無(wú)機(jī)高阻層目的：1.提高電阻片方波及大沖擊耐受容量，避免沿側(cè)面閃絡(luò)。2.改善電阻片老化壽命。該工序注意事項(xiàng)：避免流釉、脫釉、堆釉發(fā)生輕拿輕放，避免磕碰

ZnO陶瓷的燒成燒成制度燒成分四個(gè)階段，即低溫、高溫升溫階段、保溫階段，以及冷卻階段。（1）低溫升溫階段（室溫～850℃）（2）高溫升溫階段（850C～最高溫度）（3）最高溫度與保溫階段（4）燒成冷卻階燒成工序注意事項(xiàng)：1.必須將匣缽密閉燒結(jié)（密封不嚴(yán)時(shí)泄漏電流增大，變成廢品）。2.出窯匣缽溫度降至100℃以下時(shí)，才可以掀開上蓋.3.必須輕拿輕放，避免磕碰.4.收縮率控制在16.5----17%磨片與清洗（略）熱處理工序控制要點(diǎn)：1.熱處理后電阻片1mA電壓變化率4---6%。2.最高溫度525℃左右，嚴(yán)格控制降溫速率℃熱處理對(duì)電組片性能的影響

（1）降低電阻片的壓比（2）提高方波及大電流通流能力（3）可提高電阻片的熱穩(wěn)定性

噴涂鋁電極

氧化鋅避雷器的核心組件即電阻片芯體是靠其兩端平面的電極連接才形成導(dǎo)電通路的。由于芯體在避雷器運(yùn)行過程將承受很大的電負(fù)荷，所以作為確保其電氣導(dǎo)通的電極必須既具有良好的導(dǎo)電性、耐弧性，又要具有與瓷體表面有很好的密著結(jié)合性。電極與瓷體結(jié)合程度的充分與否直接會(huì)影響電阻片的通流能力，因?yàn)椴捎脟娡康匿X層作為電極可以滿足上述要求，所以得到廣泛應(yīng)用。基于上述原因，噴涂鋁作為MOV制造的后工序是很重要的，所以是不容忽視的。噴鋁注意事項(xiàng)：1.噴鋁前黑片上下兩端面必須清理干凈2.套圈時(shí)不能套偏噴鋁后，必須用刷子將兩端面清掃干凈，并用壓縮空氣將其吹凈（清理不凈時(shí)易引起電阻片側(cè)面閃絡(luò)。有機(jī)絕緣涂層：即滾涂145#絕緣漆注意事項(xiàng)：防止流釉，不能污染上下兩端面電阻片的性能例行和抽查試驗(yàn)項(xiàng)目

抽查試驗(yàn)項(xiàng)目（1）2ms方波電流沖擊兩次：目的在于篩選出有內(nèi)在缺陷的廢品。（2）標(biāo)稱8/20μs雷電流5kA或10kA沖擊試驗(yàn)：目的在于測(cè)定在標(biāo)稱電流下的殘壓，為配組提供避雷器保護(hù)水平（與1mA電流下電壓下的壓比）的參數(shù)；同時(shí)也可以剔除側(cè)面絕緣閃絡(luò)的廢品。（3）直流1mA下的電壓以及在75%U1mA下的泄露電流：目的在于測(cè)定U1mA下的電壓和在運(yùn)行電壓下的漏電流；為配組提供確保避雷器在正常下安全工作的U1mA電流下電壓的參數(shù)（與雷電流殘壓的比值），以及漏電流。例行試驗(yàn)項(xiàng)目（1）2ms方波電流沖擊18次抽查：從已通過例行方波試驗(yàn)的批次中任意抽取1%電阻片，進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。目的在于考核每批電阻片耐受方波電流沖擊的能力是否能夠符合工藝規(guī)定。（2）4/10μs大電流沖擊兩次抽查：從已通過例行方波試驗(yàn)的批次中抽取殘壓比較高的電阻片4片，進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。目的在于考核每批電阻片耐受大電流沖擊的能力是否能夠符合工藝規(guī)定。（3）人工加速老化抽查試驗(yàn)：目的在于考核避雷器在正常運(yùn)行條件下運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。115℃1000h.通常加速老化抽查試驗(yàn)是在135℃168h情況下老化系數(shù)Kct＝P2/P1符合企標(biāo)即可

通過上述知識(shí)講解，大家可以了解到，電阻片最重要的性能是：①非線性，即保護(hù)過電壓的性能；②耐受電流沖擊的能力及穩(wěn)定性；③泄露電流及老化特性。

這些性能與電阻片配方和各個(gè)工序的工藝密切相關(guān)。最主要的工序是：①噴