一种高强度压敏电阻及其制备方法

摘要

本申请涉及电阻器的领域，具体公开了一种高强度压敏电阻及其制备方法。一种高强度压敏电阻包括基体层；X层包覆电极层，所述包覆电极层包括由内至外依次重复堆叠沉积的铬电极层和铜镍合金电极层，所述包覆电极层设于所述基体层表面，所述铬电极层和所述铜镍合金电极层的层数相同；树脂包覆层，所述树脂包覆层固定包覆于所述包覆电极层外。一种高强度压敏电阻的制备方法，包括以下步骤：S1、包覆铬电极层；S2、包覆铜镍合金电极层；S3、重复S1、S2，制得中间体；S4、包覆树脂层。本申请的制备方法将电极层与氧化锌陶瓷基体稳定结合，制得压敏电阻具有安全性较佳的优点。

权利要求

1.一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于，包括基体层；

X层包覆电极层，所述包覆电极层包括由内至外依次重复堆叠沉积的铬电极层和铜镍合金电极层，所述包覆电极层设于所述基体层表面，所述铬电极层和所述铜镍合金电极层的层数相同；

树脂包覆层，所述树脂包覆层固定包覆于所述包覆电极层外；

包括以下步骤：

S1、包覆铬电极层：取氧化锌陶瓷基体和铬靶材，将氧化锌陶瓷基体和铬靶材放置于真空室内，调节真空室内的真空度，向真空室内通入溅射气体，先预溅射10‑15min，再对氧化锌陶瓷基体进行溅射处理，制得一次产物；

S2、包覆铜镍合金电极层：取一次产物和铜镍合金靶材，将铬靶材更换为铜镍合金靶材，先预溅射5‑10min，再对一次产物进行溅射处理，制得二次产物；

S3、重复步骤S1、S2，制得中间体；

S4、包覆树脂层：将环氧树脂涂覆于中间体上包覆电极层的一侧，通过流化、固化，制得压敏电阻；

所述铬靶材采用以下方法制成：

（1）压制：将靶材粉末置于压制模具内，压制成型，等待静压成型，得到铬靶环；

（2）烧结处理：将铬靶环放置于真空碳管炉中，调节烧结温度，进行烧结，制得铬靶材；

所述靶材粉末包括铬粉和无水碳酸钾，所述靶材粉末采用以下方法制成：（1）以质量比10‑20:1取铬粉和无水碳酸钾，混合制得混合粉料；

（2）将上述制得的混合粉料加入研磨机器，研磨3h，制得靶材粉末。

2.根据权利要求1所述的一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的温度变化为：在1h内程序升温至300‑500℃；再继续在3h内程序升温至600‑800℃；通入氩气，在氩气气氛下，在7h内程序升温至1100‑1200℃；最后程序升温至1250℃保温处理1‑2h。

3.根据权利要求1所述的一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于：所述压制成型采用的方法为双向压制法。

4.根据权利要求1所述的一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中包覆铜镍合金电极层还包括以下步骤：（1）将二次产物放置于退火室中，调节退火室的真空度，调节退火室的温度为350℃；

（2）退火处理1h，制得经退火处理的二次产物。

5.根据权利要求1所述的一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中一次产物进行包覆铬电极层前，对一次产物进行预处理，包括以下步骤：（1）调节真空室内的真空度；

（2）将一次产物经2h程序升温至350‑450℃，得经预处理的一次产物。

6.根据权利要求1所述的一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于，还包括基体处理步骤：将氧化锌陶瓷基体分别置于质量浓度为1.5％的盐酸溶液、质量浓度为1.5％的氢氧化钠溶液中，各浸泡5s后，取出，采用去离子水冲洗，直至冲洗后的溶液呈中性，制得经基体处理的氧化锌陶瓷基体。

7.根据权利要求1所述的一种高强度压敏电阻的制备方法，其特征在于：所述溅射气体包括按体积比1:4‑100组合而成的氧气和氩气。

说明书

一种高强度压敏电阻及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及电阻器的领域，更具体地说，它涉及一种高强度压敏电阻及其制备方法。

背景技术

[0002] 压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要在电路中承担过压保护的作用，压敏电阻根据其主体材料的不同，大致可分为氧化锌体系、二氧化钛体系、碳化硅体系，应用较多的为氧化锌体系。氧化锌体系压敏电阻一般采用陶瓷工艺制成的，压敏电阻的内部微观结构包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层，氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率较高，当两个晶粒之间形成一个相当于二极管的势垒，两个晶粒之间形成一个压敏电阻单元，一个压敏电阻包括多个串联的压敏电阻单元，压面电阻单元的数量决定了压敏电阻的击穿电压。

[0003] 在制备压敏电极的过程中，通常采用将粉料混合，经排胶后再进行烧制，形成基体，通过在基体表面包覆电极层和包覆绝缘层等，从而制成压敏电极，在制备压敏电极的过程中，包覆电极层时通常采用在基体表面涂覆金属浆料，再经过热处理成型的方案，制备具有形成优良导电性能的导体。

[0004] 针对上述相关技术，发明人认为，在制备压敏电阻的包覆电极层过程中，需要通过单一靶材在基体上溅射电极层，由于电极层具有一定厚度的要求，进而导致电极层与基体之间的结合性能较差，存在电极层易与基体分离，进而导致压敏电阻失效，即过压保护效果不佳的缺陷。

发明内容

[0005] 为了提高电极层与基体之间的结合性能，延长压敏电阻的使用寿命，本申请提供一种高强度压敏电阻及其制备方法。

[0006] 本申请提供的一种高强度压敏电阻及其制备方法采用如下的技术方案：

[0007] 第一方面，本申请提供一种高强度压敏电阻，采用如下技术方案：

[0008] 一种高强度压敏电阻，包括基体层；X层包覆电极层，所述包覆电极层包括由内至外依次重复堆叠沉积的铬电极层和铜镍合金电极层，所述包覆电极层设于所述基体层表面，所述铬电极层和所述铜镍合金电极层的层数相同；树脂包覆层，所述树脂包覆层固定包覆于所述包覆电极层外。

[0009] 通过采用上述技术方案，采用在基体层上依次重复堆叠沉积铬电极层和铜镍合金电极层，使得电极层较为容易达到压敏电阻所需的电极层厚度，改善采用单一电极层强行涂覆至要求厚度后，导致电极层与基体层之间结合性能不佳的缺陷，进而降低电极层与基体层之间发生分离的可能性，延长压敏电阻的使用寿命，长效对电路提供过压保护。

[0010] 第二方面，本申请提供一种高强度压敏电阻的制备方法，采用如下技术方案：

[0011] 一种高强度压敏电阻的制备方法，包括以下步骤：S1、包覆铬电极层：取氧化锌陶瓷基体和铬靶材，将氧化锌陶瓷基体和铬靶材放置于真空室内，调节真空室内的真空度，向真空室内通入溅射气体，先预溅射10‑15min，再对氧化锌陶瓷基体进行溅射处理，制得一次产物；S2、包覆铜镍合金电极层：取一次产物和铜镍合金靶材，将铬靶材更换为铜镍合金靶材，先预溅射5‑10min，再对一次产物进行溅射处理，制得二次产物；S3、重复步骤S1、S2，制得中间体；S4、包覆树脂层：将环氧树脂涂覆于中间体上上包覆电极层的一侧，通过流化、固化，制得压敏电阻。

[0012] 通过采用上述技术方案，由于采用溅射法将溅射靶材通过离子轰击的方法将靶材内的原子激发出来，进而在一定速度下沉积在氧化锌陶瓷基体表面上，形成电极层，沉积制备的电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合性能较佳，因此电极层长效附着于氧化锌陶瓷基体上，电路的过压保护效果长效且稳定，保障了压敏电阻的安全性以及可靠性；

[0013] 同时，本申请先在氧化锌陶瓷基体上溅射铬靶材，制得一次产物，进而在一次产物上再次溅射铜镍合金靶材，并进行循环，在氧化锌陶瓷基体形成铬‑铜镍合金‑铬‑铜镍合金的多层复合的电极层，进而较易达到压敏电阻要求的电极层的厚度，且由于铬靶材和铜镍合金靶材在相同溅射压力下冲击氧化锌陶瓷基体的速度不同，形成的电极层之间结合较为紧密，使电极层与氧化锌陶瓷基体之间不易发生脱落，因此制得的压敏电阻不易失效，延长压敏电阻的使用寿命。

[0014] 优选的，所述铬靶材采用以下方法制成：S1、压制：将靶材粉末置于压制模具内，压制成型，等待静压成型，得到铬靶环；S2、烧结处理：将铬靶环放置于真空碳管炉中，调节烧结温度进行烧结，制得铬靶材。

[0015] 通过采用上述技术方案，由于采用冷等静压的方式制得铬靶环，使得铬靶环具有较佳的密度，且冷等静压的生产方式降低了成本，提高了经济效益；通过调节烧结温度，可有效降低铬靶环之间因烧结产生的应力，制得结构较为致密的铬靶材。

[0016] 优选的，所述烧结处理的温度变化为：在1h内程序升温至300‑500℃；再继续在3h内程序升温至600‑800℃；通入氩气，在氩气气氛下，在7h内程序升温至1100‑1200℃；最后程序升温至1250℃保温处理1‑2h。

[0017] 通过采用上述技术方案，由于采用分阶段调节烧结温度，使得铬原子之间产生的应力在烧结过程中逐渐消失，并且通过真空度的提高以及惰性气体的通入，使得铬靶环在烧结过程中的收缩效果较佳，进而形成的铬靶材具有较佳的致密度；

[0018] 其次在升温过程中缓慢进行升温，使得铬靶环的均匀收缩，降低制得的铬靶材的发生变形或出现裂纹的可能性，因此通过溅射法轰击制得的铬靶材，可在氧化锌陶瓷基体形成均匀的铬电极层，铬电极层与氧化锌陶瓷基体获得较为优异的结合效果。

[0019] 优选的，所述靶材粉末包括铬粉和无水碳酸钾，所述靶材粉末采用以下方法制成：（1）以质量比10‑20:1取铬粉和无水碳酸钾，混合制得混合粉料；（2）将上述制得的混合粉料加入研磨机器，研磨3h，制得靶材粉末。

[0020] 通过采用上述技术方案，由于在铬粉中添加少量的无水碳酸钾作为造孔剂，采用添加了无水碳酸钾的靶材粉末制得的铬靶材表面具有少量的微孔，通过轰击铬靶材在氧化锌陶瓷基体形成的铬电极层的表面积增大，继续在一次产物上溅射铜镍合金靶材，提高了铜镍合金靶材于氧化锌陶瓷基体形成的铜镍合金电极层与一次产物之间的结合性能，进一步增强了电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着性能，因此，制得的压敏电阻获得对电路持久的过压保护效果。

[0021] 优选的，所述压制成型采用的方法为双向压制法。

[0022] 通过采用上述技术方案，由于采用双向压制的方法，使得压制成型后的铬靶环的密度均匀，且操作方法较为简便，操作简单，因此，制得的铬靶环获得较佳的均匀性以及致密性的效果。

[0023] 优选的，所述步骤S2中包覆铜镍合金电极层还包括以下步骤：（1）将二次产物放置于退火室中，调节退火室的真空度，调节退火室的温度为350℃；（2）退火处理1h，制得经退火处理的二次产物。

[0024] 通过采用上述技术方案，由于退火处理，进一步消除氧化锌陶瓷基体上形成的铬合金电极层和铜镍合金电极层之间产生的应力，提高铬合金电极层和铜镍合金电极层之间的附着力。

[0025] 优选的，所述步骤S2中一次产物进行包覆铬电极层前，对一次产物进行预处理，包括以下步骤：（1）调节真空室内的真空度；（2）将一次产物经2h升温至350‑450℃，得经预处理的一次产物。

[0026] 通过采用上述技术方案，由于对一次产物进行加热预处理，增强了一次产物和铜镍合金电极层之间附着性能的同时，提高了铬电极层的韧性，降低由于铬电极层产生断裂，进而与氧化锌陶瓷基体分离的可能性；

[0027] 同时在包覆铜镍电极层前，通过提高真空度，进一步提高铬电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力，因此，经预处理的一次产物获得与铜镍合金电极层较佳的结合效果。

[0028] 优选的，还包括基体处理步骤：将氧化锌陶瓷基体分别置于质量浓度为1.5％的盐酸溶液、质量浓度为1.5％的氢氧化钠溶液中，各浸泡5s后，取出，采用去离子水冲洗，直至冲洗后的溶液呈中性，制得经基体处理的氧化锌陶瓷基体。

[0029] 通过采用上述技术方案，由于通过盐酸溶液以及氢氧化钠溶液对氧化锌陶瓷基体进行表面刻蚀处理，增大氧化锌陶瓷基体的表面积，进而提高氧化锌陶瓷基体与电极层之间的结合的牢靠性，因此，制得的压敏电阻不易因电极层与氧化锌陶瓷基体分离而失效，可长效对电路进行过压保护。

[0030] 优选的，所述溅射气体包括按体积比1‑4:100组合而成的氧气和氩气。

[0031] 通过采用上述技术方案，由于在氩气中混合少量的氧气，使得溅射靶材在溅射过程中，参加溅射过程的原子的数目有所提升，进而提升了靶材的溅射速度和沉积速度，因此，制得的电极层厚度较为均匀且获得较为合适的电阻率，由于电机层的厚度较为均匀，降低电极层与氧化锌陶瓷基体分离的可能性，即压敏电阻获得较佳的可靠性。

[0032] 综上所述，本申请具有以下有益效果：

[0033] 1、由于本申请采用在基体层上依次堆叠铬电极层和铜镍合金电极层，使得电极层较为容易达到压敏电阻所需电极层厚度，使得电极层不易因强行涂覆至所需厚度，导致电极层与基体层之间附着性能不佳；

[0034] 2、由于本申请采用溅射法将溅射靶材包覆于氧化锌陶瓷基体上形成电极层，溅射法通过将溅射靶材轰击为原子，原子在一定的速度下沉积并附着于氧化锌陶瓷基体表面上，进而使得电极层与氧化锌陶瓷基体之间结合性能较佳；由于本申请采用铬‑铜镍合金‑铬‑铜镍合金多层金属复合的方式形成电极层，在相同溅射压力下，冲击氧化锌陶瓷基体的速度不同，使得电极层对氧化锌陶瓷基体进行多次冲击，电极层与氧化锌陶瓷基体之间和铬电极层和铜镍合金电极层之间获得了较佳的附着效果，即制得的压敏电阻具有较为优异的安全性以及可靠性；

[0035] 3、本申请中优选采用对氧化锌陶瓷基体进行预处理，由于氧化锌陶瓷基体经过盐酸溶液以及氢氧化钠溶液的刻蚀处理，增大了氧化锌陶瓷基体的表面积，进而溅射靶材溅射于氧化锌陶瓷基体上形成电极层时，提高电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合性能，制得的压敏电阻获得了长效对电路过压保护的效果。

具体实施方式

[0036] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

[0037] 本申请实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：

[0038] 仪器：JGP‑450a型双室磁控溅射沉积系统、SX2型箱式烧结炉、株洲广吉昌科技有限公司的高温真空碳化炉、北京旭鑫盛科仪器设备有限公司ST‑M200型高通量振动球磨仪、北京普瑞微纳科技有限公司UV‑VIS型膜厚测量仪、常州德杜精密仪器有限公司KDY‑1四探针电阻率测试仪。

[0039] 药品：长沙鑫康新材料有限公司的氧化锌陶瓷基体、宝邦化学（上海）有限公司货号为2040R2的刻蚀剂、山东开普勒生物科技有限公司E51 128型环氧树脂、长沙鑫康新材料有限公司的铜镍合金靶材。

[0040] 制备例

[0041] 靶材粉末制备例

[0042] 制备例1

[0043] 先分别称量10kg铬粉和1kg无水碳酸钾，进行混合，制得混合粉料，再将制得的混合粉料放置于研磨机中，研磨3h，制得靶材粉末1。

[0044] 制备例2

[0045] 先分别称量15kg铬粉和1kg无水碳酸钾，进行混合，制得混合粉料，将混合粉料置于研磨机中，研磨3h，制得靶材粉末2。

[0046] 制备例3

[0047] 先分别称量20kg铬粉和1kg无水碳酸钾，进行混合，制得混合粉料，将混合粉料置于研磨机中，研磨3h，制得靶材粉末3。

[0048] 铬靶材制备例

[0049] 制备例4

[0050] 压制：先将靶材粉末1置于压制模具内，于300t液压机压制成型，等待静压成型，得到铬靶环1；

[0051] 烧结处理：再将制得铬靶环1放置于真空碳管炉中，进行烧结，制得铬靶材1；所述烧结处理的温度变化为：先在真空条件下，在1h内程序升温至300℃；提高真空度，再继续在3h内程序升温至600℃；通入氩气，在氩气气氛下，在7h内程序升温至1100℃；最后程序升温至1250℃保温处理1h。

[0052] 制备例5

[0053] 与制备例4相比，制备例5中采用靶材粉末2，以代替制备例4中的靶材粉末1，制备铬靶材2，其余制备条件和步骤与制备例4相同。

[0054] 制备例6

[0055] 与制备例4相比，制备例6中采用靶材粉末3，以代替制备例4中的靶材粉末1，制备铬靶材3，其余制备条件和步骤与制备例4相同。

[0056] 性能检测试验

[0057] （1）密度测试：按《GB/T 3850‑1983致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法》对铬靶材进行检测，ρ为密度比，ρ=ρ实/ρ0×100，ρ0=7.2g/cm3为铬靶材的理论密度；

[0058] （2）电阻率性能检测：按《GB/T 5167‑2018烧结金属材料和硬质合金电阻率的测定》采用四针探测器对铬靶材进行检测。

[0059] 表1制备例4‑6性能检测

[0060]

[0061] 结合表1性能检测对比可以发现：

[0062] 制备例4‑6中根据铬粉和无水碳酸钾的调整，制备得到的铬靶材的密度、密度比以及电阻率均有所提高，这说明本实施例中采用无水碳酸钾与铬粉共混制备铬靶材，提高了铬靶材电阻率，这是由于无水碳酸钾在烧结后蒸发，使得铬靶环表面形成微孔，增大了铬靶环的表面积，提高了电极层在陶瓷氧化性基体上的附着效果，从表1中可以看出，制备例3中制得的铬靶材3具有较佳的电阻率以及密度，说明此时靶材粉末中铬粉和无水碳酸钾的比例较为合适。

[0063] 制备例7

[0064] 压制：先将靶材粉末3置于压制模具内，于300t液压机压制成型，等待静压成型，得到铬靶环4；

[0065] 烧结处理：再将制得铬靶环4放置于真空碳管炉中，进行烧结，制得铬靶材4；所述烧结的温度变化为：先在真空条件下，在1h内程序升温至400℃；提高真空度，再继续在3h内程序升温至700℃；通入氩气，在氩气气氛下，在7h内程序升温至1150℃；最后程序升温至1250℃保温处理1h。

[0066] 制备例8

[0067] 压制：先将靶材粉末3置于压制模具内，于300t液压机压制成型，等待静压成型，得到铬靶环5；

[0068] 烧结处理：再将制得铬靶环5放置于真空碳管炉中，进行烧结，制得铬靶材5；所述烧结处理的温度变化为：先在真空条件下，在1h内程序升温至500℃；提高真空度，再继续在3h内程序升温至800℃；通入氩气，在氩气气氛下，在7h内程序升温至1200℃；最后程序升温至1250℃保温处理1h。

[0069] 性能检测试验

[0070] （1）密度测试：按《GB/T 3850‑1983致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法》对铬靶材进行检测，ρ为密度比，ρ=ρ实/ρ0×100，ρ0=7.2g/cm3为铬靶材的理论密度；

[0071] （2）电阻率性能检测：按《GB/T 5167‑2018烧结金属材料和硬质合金 电阻率的测定》采用四针探测器对铬靶材进行检测。

[0072] 表2制备例7、8性能检测

[0073]

[0074] 结合表2性能检测对比可以发现：

[0075] 制备例7‑8中根据烧结温度的调整，制得的铬靶材的密度、密度比以及电阻率均有所提升，这说明本申请采用阶梯温度对铬靶环进行烧结制得的铬靶材具有较佳的密度以及电阻率，从表2中可以看出，制备例7中制得的铬靶材4具有较佳的密度以及电阻率，说明此时制备例7中烧结温度以及压制压力较为合适。

[0076] 制备例9‑12

[0077] 分别按体积比1:100、2:100、4:100混合氧气和氩气，制备溅射气体1、2、3。

[0078] 制备例13

[0079] 与制备例7的区别在于：压制成型的方法采用双向压制，制备铬靶材6其余制备条件和步骤与制备例7相同。

[0080] 性能检测试验

[0081] （1）密度测试：按《GB/T 3850‑1983致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法》对铬靶材进行检测，ρ=ρ实/ρ0×100，ρ0=7.2g/cm3为铬靶材的理论密度；

[0082] （2）电阻率性能检测：按《GB/T 5167‑2018烧结金属材料和硬质合金 电阻率的测定》采用四针探测器对铬靶材进行检测。

[0083] 表3制备例13性能检测

[0084]

[0085] 结合表3性能检测对比可以发现：

[0086] 制备例13中对压制方法进行调整，制得的铬靶材的密度、密度比均有所提升，电阻率有所上升，这说明本申请采用双向压制的方法制得的铬靶材具有较好的均匀性，进一步增强了铬靶材的致密程度，故而使铬靶环的表面积有所减小，进而铬靶材的导电率应有所降低，由于铬靶环致密的结构，使得电阻率提高，最终制得的铬靶材具有较佳的密度以及电阻率。实施例

[0087] 实施例1

[0088] 原料准备：先取氧化锌陶瓷基体、溅射靶材和环氧树脂，溅射靶材包括铬靶材以及铜镍合金靶材；

[0089] 包覆电极层：先将取上述氧化锌陶瓷基体、溅射靶材，将氧化锌陶瓷基体固定于真空室样品台上，将溅射靶材真空室相应靶位上；关闭真空室，打开循环水，开启机械泵抽至‑2低真空，开启分子泵直至真空室内的真空度达到3×10 Pa；向真空室内通入溅射气体1，对铬靶材4进行预溅射10min，于350V下，打开靶挡板，铬靶材4在氧化锌陶瓷基体沉积，形成铬电极层，制得一次产物；将靶挡板再次进行遮挡，转移靶位对进行预溅射5min，调节工作气压后，打开靶挡板，铜镍合金靶材在一次产物表面沉积，形成铜镍合金电极层，制得二次产物；重复溅射铬电极层和铜镍合金电极层，铬电极层和铜镍合金电极层的均为两层，制得中间体1；

[0090] 包覆树脂层：将环氧树脂涂覆于中间体1上包覆电极层的一侧，通过流化、固化，制得压敏电阻。

[0091] 实施例2

[0092] 与实施例1的区别之处在于，包覆电极层：先将取上述氧化锌陶瓷基体、溅射靶材，将氧化锌陶瓷基体固定于真空室样品台上，将溅射靶材真空室相应靶位上；关闭真空室，打‑2开循环水，开启机械泵抽至低真空，开启分子泵直至真空室内的真空度达到3×10 Pa；向真空室内通入溅射气体1，对铬靶材4进行预溅射12min，于350V下，打开靶挡板，铬靶材4在氧化锌陶瓷基体沉积，形成铬电极层，制得一次产物；将靶挡板再次进行遮挡，转移靶位对进行预溅射8min，调节工作气压后，打开靶挡板，铜镍合金靶材在一次产物表面沉积，形成铜镍合金电极层，制得二次产物；重复溅射铬电极层和铜镍合金电极层，制得中间体2；以代替实施例1中的中间体1制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例1相同。

[0093] 实施例3

[0094] 与实施例1的区别之处在于，包覆电极层：先将取上述氧化锌陶瓷基体、溅射靶材，将氧化锌陶瓷基体固定于真空室样品台上，将溅射靶材真空室相应靶位上；关闭真空室，打‑2开循环水，开启机械泵抽至低真空，开启分子泵直至真空室内的真空度达到3×10 Pa；向真空室内通入溅射气体1，对铬靶材4进行预溅射15min，于350V下，打开靶挡板，铬靶材4在氧化锌陶瓷基体沉积，形成铬电极层，制得一次产物；将靶挡板再次进行遮挡，转移靶位对进行预溅射10min，调节工作气压后，打开靶挡板，铜镍合金靶材在一次产物表面沉积，形成铜镍合金电极层，制得二次产物；重复溅射铬电极层和铜镍合金电极层，制得中间体3；以代替实施例1中的中间体1制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例1相同。

[0095] 性能检测试验

[0096] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0097] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0098] （3）抗拉强度检测：采用型号为XLW(PC)‑500N的拉力仪检测电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力；

[0099] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0100] 表4实施例1‑3性能检测

[0101]

[0102] 结合表4性能检测对比可以发现：

[0103] 实施例1‑3中对预溅射时间进行调整，制得的压敏电阻的漏电流以及压敏电压有所降低，抗拉强度有所提升，这说明本申请采用在溅射前进行一定时间的预溅射，进而使得溅射并沉积于氧化锌陶瓷基体上的电极层较为均匀，且适宜的真空度，使得靶材的溅射速度较佳，提高电极层与氧化锌陶瓷基体的结合能力，根据表4可以看出，实施例2中制得的压敏电阻，具有较高的压敏电压和较小的漏电流，以及较佳的抗拉强度，说明制备实施例2中的预溅射时间以及真空室内的真空度较为合适。

[0104] 实施例4

[0105] 与实施例2的区别之处在于：实施例4中采用溅射气体2，以代替实施例2中的溅射气体1，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例2相同。

[0106] 实施例5

[0107] 与实施例2的区别之处在于：实施例5中采用溅射气体3，以代替实施例2中的溅射气体1，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例2相同。

[0108] 性能检测试验

[0109] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0110] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0111] （3）抗拉强度检测：采用型号为XLW(PC)‑500N的拉力仪检测电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力；

[0112] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0113] 表5实施例4‑5性能检测

[0114]

[0115] 结合表4性能检测对比可以发现：

[0116] 实施例4‑5中对溅射气体进行调整，制得的压敏电阻的漏电流以及压敏电压有所降低，抗拉强度有所提升，这说明本申请采用氩气和氧气混合制备溅射气体，提高了溅射靶材在轰击中产生的原子数量，促进溅射靶材在氧化锌陶瓷基体上沉积，获得在氧化锌陶瓷基体沉积均匀的电极层，降低由于电极层厚度不均导致电极层与氧化锌陶瓷基体较易分离的可能性，使得压敏电阻可长效对电路进行过压保护，根据表4可以看出，实施例2中制得的压敏电阻，具有较高的压敏电压和较小的漏电流，以及较佳的抗拉强度，说明制备实施例4中的溅射气体中氩气和氧气的比值较为合适。

[0117] 实施例6

[0118] 与实施例4的区别之处在于：实施例6中采用铬靶材6，以代替实施例4中的铬靶材4，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例4相同。

[0119] 性能检测试验

[0120] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0121] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0122] （3）抗拉强度检测：采用型号为XLW(PC)‑500N的拉力仪检测电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力；

[0123] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0124] 表6实施例6性能检测

[0125]

[0126] 结合表6性能检测对比可以发现：

[0127] 实施例6中对压制方法进行调整，制得的压敏电阻的电极厚度以及抗拉强度均有所提升，这说明本申请采用双向压制法制得的铬靶材，铬靶材中具有较佳的致密度以及均匀性，进而通过溅射铬靶材在氧化锌陶瓷基体上形成的电极层具有较佳的均匀性，从而提高了电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合性能，使得电极层不易与氧化锌陶瓷基体分离，制得的压敏电阻具有较佳的安全性。

[0128] 实施例7

[0129] 与实施例6的区别之处在于，氧化锌陶瓷基体在放置于真空室内前，由整理基体经表面处理制得，包括以下步骤：将氧化锌陶瓷基体分别置于质量浓度为1.5％的盐酸溶液、质量浓度为1.5％的氢氧化钠溶液中，各浸泡5s后，取出，采用去离子水冲洗，直至冲洗后的溶液呈中性，制得经基体处理的氧化锌陶瓷基体，以代替实施例6中的氧化锌陶瓷基体，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例6相同。

[0130] 性能检测试验

[0131] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0132] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0133] （3）抗拉强度检测：采用型号为XLW(PC)‑500N的拉力仪检测电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力；

[0134] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0135] 表7实施例7性能检测

[0136]

[0137] 结合表7性能检测对比可以发现：

[0138] 实施例7中对氧化锌陶瓷基体进行表面处理，制得的压敏电阻的附着力以及厚度均有所增加，这说明本申请采用对氧化锌陶瓷基体进行表面处理，可有效提升制得的压敏电阻上电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力，这是由于在氧化锌陶瓷基体进行表面处理，增大了氧化锌陶瓷基体的表面积，进而电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合面积增大，进一步提高电极层与氧化锌陶瓷基体的结合性能，使得制得的压敏电阻可长效对电路进行过压保护。

[0139] 实施例8

[0140] 与实施例7的区别之处在于，中间基底形成前，对一次产物进行预处理，包括以下‑2步骤：先将调节真空室内的真空度为10 Pa，再将一次产物经2h升温至350℃，得经预处理的一次产物，制备压敏电阻，以代替实施例7中的压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例7相同。

[0141] 实施例9

[0142] 与实施例7的区别之处在于，将一次产物经2h升温至400℃，制备压敏电阻，以代替实施例8中的压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例8相同。

[0143] 实施例10

[0144] 与实施例7的区别之处在于，将一次产物经2h升温至450℃，制备压敏电阻，以代替实施例8中的压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例8相同。

[0145] 性能检测试验

[0146] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0147] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0148] （3）抗拉强度检测：拉力仪分别检测电极层与氧化锌陶瓷基体以及铜镍合金与一次产物之间的附着力L1和L2；

[0149] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0150] 表8实施例8‑10性能检测

[0151]

[0152] 结合表8性能检测对比可以发现：

[0153] 实施例8‑10中对一次产物进行预处理，制得压敏电阻中电极层与氧化锌陶瓷基体的抗拉强度，以及铜镍合金电极层与一次产物之间的抗拉强度均有所提高，这说明采用对一次产物进行预处理，可有效提高制得的压敏电阻上铜镍合金电极层和铬电极层之间的附着性能，进而降低了电极层的厚度，增加了电极层与氧化锌陶瓷基体的结合性能，即降低了压敏电阻损坏的可能性，延长压敏电阻的使用寿命，根据表8可以看出，实施例10中制得的压敏电阻上电极层与氧化锌陶瓷基体之间具有较强的附着力，这说明实施例10中对一次产物的升温的温度较为合适。

[0154] 实施例11

[0155] 与实施例10的区别之处在于，二次产物采用以下方法制成：将铜镍合金靶材于350V下，对一次产物进行溅射，制得中间基底；将制得的中间基底置于退火室中，退火室的‑2
真空度为6×10 Pa，于350℃退火1h，制得二次产物，以代替实施例10中的二次产物，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例10相同。

[0156] 实施例12

[0157] 与实施例11的区别在于，铬电极层和铜镍合金电极层均为三层，其余制备环境和制备条件均与实施例11中相同。

[0158] 实施例13

[0159] 与实施例11的区别在于，铬电极层和铜镍合金电极层均为四层，其余制备环境和制备条件均与实施例11中相同。

[0160] 性能检测试验

[0161] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0162] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0163] （3）抗拉强度检测：拉力仪分别检测电极层与氧化锌陶瓷基体以及铜镍合金与一次产物之间的附着力L1和L2；

[0164] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0165] 表9实施例11‑13性能检测

[0166]

[0167] 参考表8和表9的性能检测对比可以发现：

[0168] （1）实施例11中采用调节真空室内的压力，以及对二次产物进行退火处理，制得压敏电阻中电极层与氧化锌陶瓷基体的抗拉强度，以及铜镍合金电极层与一次产物之间的抗拉强度均显著提高，这说明本申请对调整真空室内的压力，可提高铜镍合金靶材的溅射速度，进而轰击出的原子在一次产物上进行沉积时，具有一定的加速度，不仅提高铬电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合性能，同时提高铜镍合金电极层与一次产物之间的结合性能，即可有效提高电极层与氧化锌陶瓷基体之间的附着力；其次通过退火处理，进一步增加铜镍合金电极层与铬电极层之间的结合效果，制得的压敏电阻不易因电极层与氧化锌陶瓷基体发生脱落而失效，延长压敏电阻的使用寿命。

[0169] （2）将实施例12‑13与实施例11进行对比可以发现，调节铬电极层和铜镍合金电极层的数量，制备得到的压敏电阻的电极层与氧化锌陶瓷基体的抗拉强度有所提升，以及铜镍合金电极层与一次产物之间的抗拉强度均显著提高，这说明本申请中在氧化锌陶瓷基体形成铬‑铜镍合金‑铬‑铜镍合金的多层复合的电极层，有效提高电极层与氧化锌陶瓷基体的抗拉强度，这是由于多层复合的结构，不仅可使得电极层较易达到压敏电阻电极层所需厚度，同时在溅射过程中，由于铬靶材和铜镍合金靶材在相同溅射压力下冲击氧化锌陶瓷基体的速度不同，使得制备得到的每层电极层之间均具有较为优异的结合性能，因此整体提高电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合效果，延长压敏电阻的使用寿命，根据表9可以看出，实施例12中制得的压敏电阻上电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合性能较佳，说明铬电极层和铜镍合金电极层均为三层较佳。

[0170] 对比例

[0171] 对比例1

[0172] 采用纯氩气制备溅射气体，以代替实施例12中的溅射气体，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例12相同。

[0173] 对比例2

[0174] 将铬靶环放置于真空碳管炉中，于真空下，程序升温至1200℃保温烧结10h，制得铬靶材，以代替实施例12中的铬靶材，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例12相同。

[0175] 对比例3

[0176] 将整理基体通过市售表面刻蚀处理剂，进行表面处理，制备氧化锌陶瓷基体，以代替实施例12中的氧化锌陶瓷基体，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例12相同。

[0177] 对比例4

[0178] 将铜镍合金靶材于500V下，对一次产物进行溅射，制得中间基底，以代替实施例12中的中间基底，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例12相同。

[0179] 对比例5

[0180] 将铜镍合金靶材于200V下，对一次产物进行溅射，制得中间基底，以代替实施例12中的中间基底，制备压敏电阻，其余制备环境和制备条件均与实施例12相同。

[0181] 性能检测试验

[0182] （1）采用型号为MOVTTK‑168的压敏三参数测试仪测量压敏电阻的压敏电压、非线性系数、漏电流参数；

[0183] （2）厚度检测：采用膜厚仪对电极层的膜厚进行检测；

[0184] （3）抗拉强度检测：拉力仪分别检测电极层与氧化锌陶瓷基体以及铜镍合金与一次产物之间的附着力L1和L2；

[0185] （4）耐受通流能力检测：施加峰值电流3kA的8μs／20μs冲击波试验压敏电阻的耐受通流能力，测量冲击前后压敏电压的比值V0。

[0186] 表10对比例1‑5性能检测

[0187]

[0188] （1）将对比例1与实施例12进行对比，对比例1中制得的压敏电阻中电极层与氧化锌陶瓷基体的附着性能有所降低，电极层的厚度有所提升，这说明本申请采用氩气和氧气混合作为溅射气体，提高了压敏电阻上电极层与氧化锌陶瓷基体的附着性能，这是由于氩气和氧气混合，提高了溅射靶材上轰击出原子的数量，同时提高溅射靶材在氧化锌陶瓷基体上的沉积速度，进而增加了溅射靶材在氧化锌陶瓷基体上的覆盖率，即提高了电极层的均匀性，降低由于电极层薄厚不均，导致电极层与氧化锌陶瓷基体分离的可能性，延长压敏电阻对电路过压保护的时效性。

[0189] （2）将对比例2与实施例12进行对比，对比例2制得压敏电阻，压敏电压下降，漏电流增大，压敏电阻中电极层与氧化锌陶瓷基体的附着性能显著降低，这说明本申请采用分阶段升温，烧结铬靶材，制得的压敏电阻各方面性能较佳，压敏电阻中电极层与氧化锌陶瓷基体的结合性能较佳，这是由于分阶段调节烧结温度，使得铬原子之间产生的应力在烧结过程中，逐渐消失，使得铬靶环在烧结过程中的收缩效果较佳，形成均匀的铬靶材，铬靶材溅射在氧化锌陶瓷基体上形成的均匀的铬电极层，提高铬电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合性能，即提高压敏电阻的安全性和可靠性。

[0190] （3）将对比例3与实施例12进行对比，对比例3中制得的压敏电阻中的电极层与氧化锌陶瓷基体抗拉效果有所下降，这说明本申请采用酸刻蚀和碱刻蚀复合刻蚀提高对氧化锌陶瓷基体的刻蚀效果，均匀增大氧化锌陶瓷基体的表面积，有效提高电极层与氧化锌陶瓷基体之间的结合效果。

[0191] （4）将对比例4、5与实施例12进行对比，对比例4、5中制得的压敏电阻的电极层与氧化锌陶瓷基体的附着效果有所下降，这是由于过高的压力下，使得溅射靶材中的原子溢出过多，过多的原子在溅射过程中，发生碰撞，不仅降低溅射靶材在氧化锌陶瓷基体上的沉积速度，还降低溅射靶材在氧化锌陶瓷基体的沉积均匀性，进而电极层与氧化锌陶瓷基体的结合效果不佳；过低的压力，溅射靶材中溢出的原子较少，进而形成的电极层均匀性不佳，从而电极层与氧化锌陶瓷基体的结合效果不佳；这说明了本申请采用合适的溅射压力，溅射靶材在氧化锌陶瓷基体上的沉积速度以及沉积均匀性较佳，即可得到结合性能较佳的电极层和氧化锌陶瓷基体，延长压敏电阻的使用寿命。

[0192] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。