ZnO压敏陶瓷的高温热释电现象

发现具有相变的Ｂｉ２Ｏ３系和不具有相变的Ｐｒ２Ｏ３系ＺｎＯ压敏陶瓷能从４００℃附近起产生热释电电流，这是在高温热过程中ＺｎＯ压敏陶瓷内有电荷迁移的直接证据，研究了升温速度和热循环次数对Ｂｉ２Ｏ３系和Ｐｒ２Ｏ３系ＺｎＯ压敏陶瓷热释电规律的影响．结果表明，在一定升温速度范围内高温热释电电流Ｉ－Ｔ曲线与升温无关；热历史对Ｐｒ２Ｏ３系ＺｎＯ压敏陶瓷的Ｉ－Ｔ曲线几乎没有影响，但对Ｂｉ２Ｏ３系的Ｉ－Ｔ曲线的影     

ZnO压敏陶瓷的一价离子掺杂

本文研究了一价金属离子掺杂对ＺｎＯ压敏陶瓷电性能的影响。根据晶界的Ｓｃｈｏｔｋｙ势垒模型分析计算了ＺｎＯ晶粒表层１５ｎｍ浅范围的正电荷中心浓度ＮＤ对ＺｎＯ压敏陶瓷小电流区非线性特性的影响。结果表明ＮＤ减小，非线性增强，如果掺入ＺｎＯ压敏陶瓷中的一价金属离子进入了ＺｎＯ晶粒体内对正电中心进行补偿，则会使大电流区的非线性变差。     

ZnO压敏陶瓷热处理的正电子湮没寿命谱研究

在常温下测量了ＺｎＯ压敏陶瓷经不同方法热处理后的正电子湮没有寿命谱，结果表明，与无热处理比较，７５０℃×２ｈ的氧化热处理基本不改变缺陷强度Ｉ２；随后进行的７５０℃×２ｈ还原热处理则使Ｉ２明显降低，氧化热处理和还原热处理均使缺陷寿命τ２延长。根据正电子理论和ＺｎＯ压敏陶瓷晶界缺陷模型，该结果支持适当温度下的氧化热处理使氧离子Ｏ吸会于晶界中这一假设，同时，我们还得出：晶界吸附的Ｏ并非Ｂｉ２Ｏ３相变的结     

ZnO压敏陶瓷的晶界结构

用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ研究了低压ＺｎＯ压敏陶瓷的相结构与晶界结构，证实了晶界相的不连续性，发现低压ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－ＴｉＯ２系中ＺｎＯ－ＺｎＯ晶粒直接接触区晶界宽度约为４５ｎｍ，以及烧结过程中晶界上ＺｎＯ纳米级单晶的迁移行为并计算出ＺｎＯ晶界移动激活能Ｑｍ。     

SiO2在ZnO—Bi2O3—Sb2O3—BaO系压敏陶瓷中的作用

ＳｉＯ２添加剂对ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｓｂ２Ｏ３－ＢａＯ系和通常的ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｓｂ２Ｏ３系压敏陶瓷电性能的作用和影响有很大不同。通过小电流区伏安特性，交变电压下复阻抗特性，以及对复电容平面图中半弧特性的分析可知，ＳｉＯ２对ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－Ｓｂ２Ｏ３－ＢａＯ系压敏陶瓷中电性能影响是晶界组分及微结构变化造成的。     

ZnO非欧姆陶瓷材料的介电和损耗特性

本文研究了不同工艺条件制备的ＺｎＯ非欧姆陶瓷材料的介电和损耗特性，根据介电频谱和低温温谱，认为音频损耗机理是载流子跳跃传输，低温－１３８°Ｃ和－８７．５°Ｃ处的损耗机制是热离子极化．实验发现并理论推导了ＺｎＯ非欧姆陶瓷元件的阻性电流正比于其电容和压敏电压的乘积，这一关系可作为ＺｎＯ元件的质量控制手段．     

Sol-Gel法制备ZnO压敏陶瓷及其电性

采用溶胶－凝胶（ｓｏｌ－ｇｅｌ）工艺制备ＺｎＯ电压敏陶瓷粉体．探讨其制备的最佳工艺条件：以 Ｚｎ（ＮＯ_３）_２与 ＮａＯＨ为反应前驱物制取胶体, Ｚｎ^２＋浓度控制在 ０．５ｍｏｌ·Ｌ^－１以上, ｐＨ值７．５左右,预烧温度３００℃,陶瓷烧结温度１２００℃;制得的压敏电阻的非线性系数α＝２８;研究了稀土Ｌａ_２Ｏ_３掺杂对该陶瓷电性的影响：低浓度掺杂时,可提高压敏电压,高浓度掺杂时;不呈现压敏特性;对粉体进行了Ｘ射线衍射和透射电镜分析,预烧后得到五元掺杂的ＺｎＯ粉体粒形呈球状,属六方晶系,粒径分布窄,约为４０～８０ｎｍ．     

低压氧化锌压敏陶瓷的显微结构及其电学性能的研究

研究了一价碱金属离子掺杂对低压ＺｎＯ压敏陶瓷电学性能的影响规律,探讨了烧结温度、降温速度对其显微结构和电性能的影响,分析了添加剂驰骋合成对ＺｎＯ压敏陶瓷场强的影响规律。实验发现：一价碱金属离子掺杂能有效地抑制漏流,增加非线性,但同时使压敏场强增加：提高烧结温度能有铲地降低压敏场强,但过高的烧结温度将使漏流增加,非线性系数下降。通常,烧结温度以不超过１２５０℃为宜;添加剂预合成能降低ＺｎＯ压敏陶瓷的     

ZnO压敏陶瓷与有机绝缘材料间界面电荷及其作用

用热刺激电流和电声脉冲法研究了ＺｎＯ压敏陶瓷与绝缘材料间界面电荷分布。发现绝缘材料显著地影响界面电荷性质和密度，压敏陶瓷酯型聚氨酯界面存在大是电荷，而压敏陶瓷与聚酯改性有机硅界而没有电荷。     

湿法合成ZnO压敏陶瓷材料烧结缺陷的研究

研究了湿法合成ＺｎＯ压敏陶瓷材料的烧结缺陷,结果表明,随着烧结温度的提高,有两类微空洞型缺陷存在,它们分别由存在于晶粒表面的ＺｎＯ和晶界中的Ｂｉ２Ｏ３分解挥发产中缺陷的存在是造成ＺｎＯ晶粒极向生长的主要原因。同时讨论了烧结缺陷的产生机理及其对压敏特性的影响。     

Effect of two-step sintering on rare earth (RE = Y2O3, Pr6O11) doped ZnO–Bi2O3 varistors processed from ‘nano-precursor’ powders

Nano size ZnO–Bi₂O₃ varistor precursor powders containing Y₂O₃ and Pr₆O₁₁ rare earth dopants were prepared by low temperature refluxing at 80 °C. Effect of rare earth dopants, densification by two-step sintering, evolution of microstructures and their influence on varistor properties were investigated. Chemically synthesized nano- precursor varistor powders produced controlled grain size in two-step sintering in which the average sintered ZnO grain size was reduced to at least half compared to the conventionally processed ZnO–Bi₂O₃ varistors. The study revealed that such grain size reduction is highly beneficial to attain enhanced varistor properties.     

微波烧结氧化锌压敏电阻的致密化和晶粒生长

研究了微波烧结的ZnO压敏电阻的致密化和生长动力学, 微波烧结温度从900～1200℃, 保温时间从20min～2h. 研究表明, 微波烧结ZnO压敏电阻的物相组成和传统烧结的样品没有区别; 微波烧结有助于样品的致密化, 并降低致密化温度. 随着烧结温度的升高, 致密化和反致密化作用共同影响样品的密度, 其中Bi的挥发是主要影响因素. 微波烧结ZnO压敏电阻的晶粒生长动力学指数为2.9～3.4, 生长激活能为225kJ/mol, 传统烧结的ZnO压敏电阻的晶粒生长动力学指数为3.6～4.2, 生长激活能为363kJ/mol. 液相Bi₂O₃、尖晶石相和微波的“非热效应”是影响微波烧结ZnO压敏电阻陶瓷晶粒生长的主要因素.     

烧结温度对TiO2压敏陶瓷非线性和介电性质的影响

基于一次烧结工艺,通过改变烧结温度,制备5种组分相同、(Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2陶瓷试样.借助于伏安特性、介电频率特性、损耗频率特性及非线性系数的测定,研究烧结温度对TiO2基压敏陶瓷压敏和介电性质的影响.结果表明,在1200～1400℃范围内,随着烧结温度的降低,陶瓷的压敏电压降低、介电常数增大,同时非线性系数有所减小.兼顾陶瓷压敏和介电特性,烧结温度选择1350℃为宜.     

Influence of praseodymium oxide/cobalt oxide ratio on microstructure and electrical properties of zinc oxide varistor ceramics

The microstructure and electrical properties of varistor ceramics, which are composed of (99.5–x–y)ZnO+xPr₆O₁₁+yCoO+0.5Dy₂O₃ system, were investigated with Pr₆O₁₁/CoO mole ratio (x/y=0.5/0.5, 0.5/1.0, 1.0/0.5, 1.0/1.0) and sintering temperature. The density of varistor ceramics with Pr₆O₁₁=1.0 was almost constant with sintering temperature, whereas it was increased noticeably in Pr₆O₁₁=0.5. Increasing Pr₆O₁₁ content enhanced the densification for any CoO content and the density was greatly affected not by CoO content but by Pr₆O₁₁ content. The varistor ceramics with Pr₆O₁₁/CoO=0.5/1.0 exhibited a higher nonlinearity than any other composition ratios. In particular, the varistor ceramics sintered at 1350 °C. exhibited the best electrical properties, with nonlinear exponent of 37.8, leakage current of 7.6 μA, and dissipation factor of 0.059. It was found that Pr₆O₁₁/CoO ratio greatly affects various characteristics of varistor ceramics.     

Optimization of the composition and sintering conditions of high-voltage ZnO varistor ceramics

This paper presents a study aimed at optimizing the composition and sintering conditions of highvoltage ZnO varistor ceramics. We demonstrate that, with allowance for the cost of starting materials, the optimal composition of high-voltage ZnO varistor ceramics is as follows (wt %): ZnO, 90; Bi₂O₃, 2.76; Sb₂O₃, 1.92; Al₂O₃, 3.32; and Co₂O₃, 2. The optimal sintering conditions are isothermal holding at a temperature of 975°C for 2 h. The ceramics thus prepared have V _b = 4.5 kV/mm, α = 50, I _l = 1.1 μA/cm², density ρ = 5.67 g/cm³ (relative density of 96.1%).     

合成工艺对ZnVSb基压敏陶瓷性能的影响

研究了三种合成工艺对ZnVSb系压敏电阻烧结、显微结构和性能的影响。通过对陶瓷密度、显微结构及电学特性的检测、分析发现：化学计量比相同情况下，与V2O5＋Sb2O3预热处理工艺相比，以SbVO4取代Sb2O3合成工艺及传统氧化物合成工艺逐步加剧了尖晶石相在材料中的形成和掺杂元素在晶界的偏聚；导致材料内部晶界势垒逐渐升高，材料的非线性系数及压敏电压逐渐上升。研究结果为ZVSb系压敏电阻材料的设计、制备提供了新的思路。     

Effects of cobalt doping on nonlinearity of zinc oxide

The microstructures and electrical properties of ZnO–Bi₂O₃–CoO (ZBC), ZnO–Bi₂O₃ (ZB) and ZnO–CoO (ZC) ceramics were investigated. Cobalt oxide addition could reduce bismuth loss at high sintering temperature. The same amount of cobalt within ZnO grains was found in both specimens, ZBC and ZC, suggesting that bismuth had no effect on the dissolution of cobalt in ZnO and cobalt substitution for zinc in the ZnO structure. The highest nonlinear coefficient of about 19 was found in the ZBC varistor sintered at 1000–1100 °C. For the ZC specimens, nonlinear properties could also be obtained in this sintering temperature range.     

ZnO低压压敏电阻陶瓷材料研究进展

本文详细介绍了不同体系的ZnO低压压敏电阻材料特点及各自的局限性,并且对ZnO压敏电阻向低压化发展趋势下出现的材料低温烧结技术进行了评述.最后在总结以往研究的基础上提出了若干ZnO低压压敏电阻材料组份设计上的原则,可为压敏电阻及其它电子陶瓷材料的研究提供一定的指导意义.