《一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法》提出的一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法结合实施例详细说明如下：
《一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法》的制备工艺方法，其特征在于，该方法基于两步烧结法和籽晶法的低残压ZnO压敏电阻陶瓷的制备工艺，该制备方法的原料配方包括：ZnO（92.7-97摩尔百分比）、Bi2O3（0.4-0.9摩尔百分比）、MnO2（0.4-0.7摩尔百分比）、Sb2O3（0.5-1.5摩尔百分比）、Co2O3（0.5-1.5摩尔百分比）、SiO2（0.8-1.7摩尔百分比）、Al（NO3）3·9H2O（0.1-0.4摩尔百分比）和Cr2O3（0.3-0.7摩尔百分比）；该方法包括以下步骤：
1）籽晶的制备与第一步烧结：
（11）采用原料配方中总量的20％-50％的ZnO、0％-20％的Bi2O3和全部的Al（NO3）3·9H2O；置于加有去离子水或酒精的球磨罐中，球磨8-12小时，然后烘干作为籽晶原料；
（12）将球磨干燥后的籽晶原料放入高温电炉中，在1200-1350℃下进行第一步烧3-6小时成籽晶硬块，随炉冷却至常温；
（13）将烧结之后的籽晶硬块粉碎后，置于球磨罐中，加去离子水或酒精球磨4-8小时；然后选取过200-500目筛的籽晶，得到粒径为75微米以下的籽晶；
2）原料混合与第二步烧结
（21）将所有剩余的原料、步骤13）得到的籽晶以及按照每克原料加入0.5毫升的5％（wt）PVA溶液混合，在球磨罐中加去离子水球磨8-12小时，然后烘干、过70-150目的筛，含水造粒，然后采用压力成型的方法，将其压成坯体；
（22）将坯体在密闭的高温电炉中进行第二步烧结，从室温升温至保温温度（350-550℃），保温4-6小时进行排胶，然后再经过18-23小时升温至烧结温度（1150℃-1200℃），在烧结温度下保温3-6小时，使陶瓷烧结致密，然后随炉冷却到常温。
《一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法》有益效果在于：此工艺将含Al离子的ZnO籽晶预先在1300度左右下第一步烧结3-6个小时后，Al离子互溶进入ZnO籽晶中，使得籽晶电阻率显著下降。当籽晶与剩余原料混合在一起进行正常的（第二步）陶瓷烧结时，由于籽晶的粒径在75微米-25微米之间，原料中ZnO的平均颗粒尺寸大约0.6微米，远小于籽晶粒径，根据晶粒生长规律，大曲率半径的晶粒将吸附小曲率半径的晶粒而形成新的晶粒。因此在晶粒生长的过程中，将以籽晶为中心生长。在烧结结束以后，低电阻率的籽晶便被包围在ZnO的晶粒中间，因此Al离子的扩散效率得到了非常明显的抑制，以将其残压比控制在1.5以下的同时，其泄漏电流小于1μ安/平方厘米，非线性系数在50以上，电压梯度在220伏/毫米以上，从而此方法在根源上抑制了Al离子进入晶界层和尖晶石相的机率，使得ZnO压敏电阻达到理想的低残压的效果。
实施例一
该实施例的原料配方如下：
该低残压ZnO压敏电阻陶瓷原料按一下比例配制：ZnO（94.8摩尔百分比）、Bi2O3（0.7摩尔百分比）、MnO2（0.5摩尔百分比）、Sb2O3（1摩尔百分比）、Co2O3（1摩尔百分比）、SiO2（1.25摩尔百分比）、Al（NO3）3·9H2O（0.25摩尔百分比）和Cr2O3（0.5摩尔百分比）；该实施例的方法包括以下步骤：
1）籽晶的制备与第一步烧结：
（11）采用原料配方中25％的ZnO和全部的Al（NO3）3·9H2O；置于加去离子水的球磨罐中球磨10小时，然后烘干作为籽晶原料；
（12）将球磨干燥后的籽晶原料放入高温电炉中，在1300℃下第一步预烧4小时成籽晶硬块，随炉冷却至常温；
（13）将烧结之后的籽晶硬块粉碎后，置于球磨罐中加去离子水或酒精中球磨10小时；然后选取过200目筛的籽晶，得到粒径为75微米以下籽晶；
2）原料混合与第二步烧结
（21）将所有剩余的原料、步骤13）得到的籽晶以及按照每克原料加入0.5毫升的5％（wt）PVA溶液混合，在球磨罐中球磨10小时，然后烘干、过100目的筛，含水造粒，然后采用压力成型的方法，将其压为2厘米直径2毫米厚度的圆片坯体，压强为200兆帕，保压时间为3分钟；
（22）将坯体在密闭的高温电炉中进行第二步烧结，从室温逐渐升温至保温温度（400℃），保温4小时进行排胶，然后再逐渐升温至烧结温度（1200℃），在烧结温度下保温4.5小时，使陶瓷烧结致密，然后随炉冷却到常温。温度曲线为：室温至400℃，升温时间2小时；在400℃保温排胶6小时；从400℃至1000℃，升温时间15小时；从1000℃至1100℃，升温时间3小时；从1100℃至1200℃，升温时间3小时；在1200℃保温4.5小时；随炉冷却至常温。
实施例二
该实施例的原料配方如下：
该低残压ZnO压敏电阻陶瓷原料按一下比例配制：ZnO（92.7摩尔百分比）、Bi2O3（0.9摩尔百分比）、MnO2（0.7摩尔百分比）、Sb2O3（1.5摩尔百分比）、Co2O3（1.5摩尔百分比）、SiO2（1.7摩尔百分比）、Al（NO3）3·9H2O（0.4摩尔百分比）和Cr2O3（0.7摩尔百分比）；该实施例的方法包括以下步骤：
1）籽晶的制备与第一步烧结：
（11）采用原料配方中25％的ZnO、25％的Bi2O3和全部的Al（NO3）3·9H2O；置于加去离子水的球磨罐中球磨12小时，然后烘干作为籽晶原料；
（12）将球磨干燥后的籽晶原料放入高温电炉中，在1300℃下第一步预烧6小时成籽晶硬块，随炉冷却至常温；
（13）将烧结之后的籽晶硬块粉碎后，置于球磨罐中加酒精中球磨12小时；然后选取过500目筛的籽晶，得到粒径为25微米以下籽晶；
2）原料混合与第二步烧结
（21）将所有剩余的原料、步骤13）得到的籽晶以及按照每克原料加入0.5毫升的5％（wt）PVA溶液混合，在球磨罐中球磨10小时，然后烘干、过100目的筛，含水造粒，然后采用压力成型的方法，将其压为2厘米直径2毫米厚度的圆片坯体，压强为200兆帕，保压时间为3分钟；
（22）将坯体在密闭的高温电炉中进行第二步烧结，从室温逐渐升温至保温温度（400℃），保温6小时进行排胶，然后再逐渐升温至烧结温度（1150℃），在烧结温度下保温4.5小时，使陶瓷烧结致密，然后随炉冷却到常温。温度曲线为：
从室温至400℃，升温时间2小时；在400℃保温排胶4小时；从400℃至1000℃，升温时间15小时；从1000℃至1100℃，升温时间3小时；从1100℃至1150℃，升温时间3小时；在1150℃保温4.5小时；随炉冷却至常温。
实施例三
该实施例的原料配方如下：该低残压ZnO压敏电阻陶瓷原料按一下比例配制：ZnO（97摩尔百分比）、Bi2O3（0.4摩尔百分比）、MnO2（0.4摩尔百分比）、Sb2O3（0.5摩尔百分比）、Co2O3（0.5摩尔百分比）、SiO2（0.8摩尔百分比）、Al（NO3）3·9H2O（0.1摩尔百分比）和Cr2O3（0.3摩尔百分比）；该实施例的方法包括以下步骤：
1）籽晶的制备与第一步烧结：
（11）采用原料配方中50％的ZnO和全部的Al（NO3）3·9H2O；置于加去离子水的球磨罐中球磨8小时，然后烘干作为籽晶原料；
（12）将球磨干燥后的籽晶原料放入高温电炉中，在1300℃下第一步预烧3小时成籽晶硬块，随炉冷却至常温；
（13）将烧结之后的籽晶硬块粉碎后，置于球磨罐中加去离子水中球磨8小时；然后选取过200目筛的籽晶，得到粒径为75微米以下的籽晶；
2）原料混合与第二步烧结
（21）将所有剩余的原料、步骤13）得到的籽晶以及按照每克原料加入0.5毫升的5％（wt）PVA溶液混合，在球磨罐中球磨10小时，然后烘干、过150目的筛，含水造粒，然后采用压力成型的方法，将其压为2厘米直径2毫米厚度的圆片坯体，压强为200兆帕，保压时间为3分钟；
（22）将坯体在密闭的高温电炉中进行第二步烧结，从室温升温缓慢至保温温度（400℃），保温6小时进行排胶，然后再缓慢升温至烧结温度（1200℃），在烧结温度下保温4.5小时，使陶瓷烧结致密，然后随炉冷却到常温。温度曲线为：从室温至400℃，升温时间2小时；在400℃保温排胶6小时；从400℃至1000℃，升温时间15小时；从1000℃至1100℃，升温时间3小时；从1100℃至1200℃，升温时间3小时；在1200℃保温4.5小时；随炉冷却至常温。在工业化生产中，只需要按照《一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法》工艺流程，制备设备规模扩大即可。其核心技术是二步烧结工艺和烧结制度。
根据《一种制备低残压ZnO压敏电阻陶瓷的工艺方法》方法对各试验制备得到低残压ZnO压敏电阻的样品进行各项性能测试。其泄漏电流得到抑制，小于1微安/平方厘米，非线性系数大于40，而残压比小于1.5。其性能已经初步达到工业应用要求。
此工艺效果如图1所示，a为传统工艺基础上添加0.005摩尔百分比Al离子量压敏电阻样品的归一化J-E曲线，b为传统工艺基础上添加0.25摩尔百分比Al离子量压敏电阻样品的归一化J-E/E1mA曲线，c为采用二步烧结籽晶法制备（实例一），添加0.25摩尔百分比Al离子量压敏电阻样品的电场强度曲线与电流密度（J-E）曲线（图1（A））J-E/E1mA曲线（图1（B）），从图1（A）中曲线可以发现a、b和c三种工艺和配方制备的样品的电压梯度差别不大。从图1（B）中归一化曲线可以发现c样品的泄漏电流与a样品相似，都在1微安/平方厘米以下，而b样品泄漏电流明显下降。残压比方面比较发现，c样品明显比a和b都要低，达到了1.47，因此可以证明二步烧结籽晶法制备在加较大量的Al离子后能够达到降低残压，抑制泄漏电流的作用。
