B_(i2)O_3和Sb_2O_3的含量对ZnO非线性陶瓷各相晶格常数的影响

<正> 在含有少量Bi_2O_3和其它添加物的ZnO—Bi_2O_3系统的ZnO非线性电阻陶瓷中,构成ZnO瓷的Bi_2O_3相和其它相的晶形影响着非线性电阻的特性。在本工作中,研究了Bi_2O_3和Sb_2O_3含量对构成ZnO非线性电阻陶瓷的Bi_2O_3相和其它相晶格常数的影响。本研究是在二种类型的陶瓷材料上进行的,即四方Bi_2O_3相(β—Bi_2O_3)的烧结ZnO陶瓷和立方Bi_2O_3相(γ—Bi_2O_3)的烧结ZnO陶瓷。以含有等克分子(％)(0.4,0.8或1.6)Bi_2O_3和Sb_2O_3以及0.8克分子(％)的CoO、MnO和SiO_2为添加物,以此压成     

非线性电阻元件

<正> 一、专利申请范围本专利之特点,以ZnO为主,添加含有10～30％(重量)银(换算成Ag_2O)的硼硅酸铋玻璃0.05～O.5％(重量),烧结体中有90％(重量)以上为体心立方晶系的Bi_2O_3相,且烧结体是具有非线性的阀片。二、发明的详细说明本发明是使用于避雷器、过电压吸收器等以ZnO为主成分的新型阀片。历来,保护电器设备兔受雷过电压和系统过电压破坏是采用避雷器,其中阀片主要材料为碳化硅,然而碳化硅阀片由于非线性差,在正常运行电压下,串联各种类型的放     

非线性电阻及其制造法

<正> 提出了用于高压交流线路雷击时消除过电压的非线性电阻材料及制造法。电阻呈圆盘形,其待点是表面电阻高,工作范围内非线性变化剧烈。电阻主要成分为ZnO,并添加氧化钴、锰、锑、铬、镍各为0.1％～2％,氧化铝、银各0.001％～0.05％。氧化硼0.005％～0.1％及氧化     

不同添加物掺杂对氧化锌压敏电阻的改性研究

为了提高ZnO压敏电阻综合电气性能,采用单一变量法研究了Bi_2O_3、Co_2O_3和Ni_2O_3不同比例掺杂对ZnO压敏电阻微观结构、电气性能及冲击老化特性的影响。研究结果表明:随着Bi_2O_3掺杂含量的增加,ZnO压敏电阻晶粒尺寸增大,直流1 mA参考电压减小,非线性系数先增大后减小,泄漏电流先减小后增大;随着Co_2O_3掺杂含量的增加,ZnO压敏电阻晶粒尺寸几乎没有变化,但晶粒间尖晶石数量增加,使得直流1 mA参考电压增大,非线性系数增大,泄漏电流先减小后增大;随着Ni_2O_3掺杂含量的增加,ZnO压敏电阻晶粒尺寸逐渐减小,直流1 mA参考电压增大,非线性系数先增大后减小,泄漏电流先减小后增大;当Bi_2O_3、Co_2O_3和Ni_2O_3添加物掺杂量分别为2. 1%、3%和0. 5%时,ZnO压敏电阻可以获得较好的综合电气性能和耐冲击老化能力。     

两步烧结氧化钪掺杂氧化锌非线性电阻的制备及性能研究

采用两步烧结法制备稀土掺杂的氧化锌基非线性电阻,通过对其显微组织、相结构和电性能的分析,探讨不同含量的Sc₂O₃对氧化锌非线性电阻的影响。结果表明,两部烧结制备出的样品的致密度均高于97%。当Sc₂O₃掺杂量掺杂浓度为0.1%时ZnO非线性电阻的综合电性能最好,电位梯度为958 V/mm,非线性系数为61.2。因此,通过两步法烧结掺杂Sc₂O₃的ZnO非线性电阻可以获得均匀的显微结构和优异的电学性能。     

Co_2O_3添加物的作用及其对ZnO非线性电阻高电流区特性的影响

研究了Co_2O_3添加物对在高电流密度下电场电流密度特性的影响。随着Co_2O_3摩尔百分数的增加,由于ZnO颗粒的电导率减小,电压转折的位置下降到较低的电流密度。这是通过测定在高频下的阻抗证实的。根据电容—电压特性的分析指出,颗粒电导率的减小归因于由于填隙Zn_i或氧空缺V_0浓度的减小而引起较低的载流子密度。在ZnO非线性电阻添加Co_2O_3量高于0.5mol％的情况下,载流子迁移率的降低增进了颗粒电导率的减小。     

添加玻璃的ZnO非线性电阻的电特性及老化现象

成分为PbO-B_2O_3-Al_2O_3-BaO-CaO-SiO_2系统的几种玻璃添加物已被应用于成分为97mol％ZnO—1mol％Sb_2O_3—0.5mol％(Bi_2O_3、CoO、MnO_2、Cr_2O_3的ZnO非线性电阻(以下简译为NLR),研究了添加与不添加玻璃的NLR的电气特性和老化性能。添加Gl玻璃1wt%(63wt％PbO+25wt％B_2O_3+12wt％SiO_2),改善了Ⅴ-Ⅰ特性,泄漏电流变小,非线性不变。添加G2(88wt％G1-12wt％Al_2O_3)和G3(15.4wt％CaO—18.1wt％BaO—34.7wt％B_2O_3—15.8wt％SiO_2-16.0wt％Al_2O_3)玻璃,导致改善老化和Ⅴ-Ⅰ曲线的劣化率。适当混合玻璃添加物可生产出具有良好非线性参数的稳定的NLR。实验结果与肖特基势垒模型一致。     

基于静态伏安特性曲线的ZnO电阻片耐受能量计算等效性研究

为了模拟计算ZnO电阻片在避雷器组限制过电压过程中吸收的能量,笔者针对所选取的电阻片进行冲击电流试验;绘制了在不同电流波形下的静态伏安特性曲线,描述了其与电阻片实际伏安特性的关系,并统计了同批次电阻片伏安特性分布规律;通过曲线拟合的方式建立伏安特性方程进行吸收能量的模拟计算.结果 显示,在耐受冲击电流的过程中,电流波形...     

Bi_2O_3厚度对ZnO/Bi_2O_3双层复合试样电气特性的影响

研究工作是在用径流喷射法形成的ZnO/Bi_2O_3双层复合试样上进行的,该试样被看作是ZnO压敏电阻中单个晶粒边界的模型。研究的目的是为了弄清楚劣化和非线性导电特性的机理,并由此了解薄片压敏电阻的性能。作者测试了试样的I—V特性曲线和热激发电流(TSC)。在反向偏压作用下,双层复合试样呈现出比实际的压敏电阻更高的非线性系数。 ZnO/Bi_2O_3双层复合试样的击穿电压随Bi_2O_3的厚度增加而增大,因此,可以由此来控制试样的击穿电压。该现象解释如下:由于Bi_2O_3体内和ZnO/Bi_2O_3交界面上电荷的积聚,增大了交界面上的电场强度。在反向偏压作用下,当温度低于120℃时,TSC按去极化方向流动;而当温度高于120℃时,TSC则按极化方向流动。该现象也可用Bi_2O_3体内以及它与ZnO交界面处的空间电荷积聚现象来解释。     

《高压阀式避雷器》 第二章 阀式避雷器的非线性电阻

2—1 非线性电阻的一般概念非线性电阻是一种固体半导体制品,当施加的电压升高时,它的电阻实际上无时延地降低。非线性电阻分为两类。在称为压敏电阻的电阻中,电流密度为10~(-6)～1安/厘米~2数量级。这种电阻可以长期施加电压,负载主要受发热和散热限制。第二种非线性电阻主要是用于短时大负载的电阻。阀式避雷器和其它过电压保护装置中的电阻以及高压电器用大功率分路电阻都属于这一类。这类电阻能承受时间10~(-5)～10~(-1)秒的短时负载。其电流密度和电位梯度能分别达到10~2～10~3安/厘米~2和2—4千伏/厘米。限制这类电阻的负载电流已不是非线性电阻的平均发热,而是它的击穿。     

Bi掺杂对直流ZnO电阻片缺陷结构和电性能的影响

普遍认为,Bi2O3是ZnO电阻片形成晶界势垒及非线性伏安特性的基础,然而Bi元素对构成势垒的缺陷结构的作用机制仍不清楚.基于一种优化的介电谱,笔者研究了Bi2O3含量对现代直流ZnO电阻片本征点缺陷锌填隙和氧空位、非本征缺陷晶间相结构和界面态的作用机制.实验结果表明,Bi掺杂使得晶界势垒结构发育完善,所以掺入Bi元素后试样才具有优异的非线性特性.Bi2O3促进晶界氧传输和吸附,进而有效提升界面态密度,调控本征点缺陷浓度.特别地,Bi2O3掺杂量达到1.2 mol％时,富Bi相形成具有更高氧离子传导率的δ-Bi2O3,对本征点缺陷起抑制作用.本研究为进一步开发高性能电阻片提供理论基础及数据依据.     

氧化锌陶瓷的非线性特性

本文对含有Bi_2O_3,CoO,MnO,Cr_2O_3和Sb_2O_3五种添加剂的氧化锌陶瓷的非线性与烧结温度、添加剂含量及与温度特性的关系作了研究。电子显微镜和X射线显微分析仪观察表明,陶瓷的微观结结是由ZnO和五种氧化物添加剂构成的,在晶粒周围存在的境界层是产生非线性的主要原因。用一个简化模型分别估算出境界层的电阻率和介电常数分别为10~(13)Ω·cm和170。当考虑外加电压在镜界层上集中这一特点时,与电流急剧上升相对应的电场强度估计10~4V/cm,根据这些数据和简化模型,本文讨论了对产生非线性的可能解释。     

ZnO非线性电阻的设计与探索:从第一原理看最近的进展

与理论计算相结合的材料设计是现代材料科学发展的一个重要方向.基于密度泛函理论的第一性原理,在ZnO非线性电阻的设计与研究领域的应用以及最新研究进展进行了梳理.共分5个方面:1)第一性原计算的背景;2)ZnO晶体及其表面的电子结构;3)ZnO晶体本征缺陷及掺杂的电子结构;4)双晶ZnO晶体界面的电子结构;5)Bi偏析ZnO晶体界面的电子结构,即双肖特基势垒(n-p-n).随着相关理论和计算方法的发展,以及计算机性能的不断提高,对ZnO非线性电阻的基本电子特性可以通过计算直接获得.我们期望越来越多的这种材料信息学方法成功地应用于材料的实际开发中.     

镨系ZnO电阻片非线性特性研究

针对镨系ZnO电阻片磨片前后非线性性能的变化,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能谱仪对电阻片表面和本体进行分析。结果表明:镨系ZnO电阻片表面层与本体从组分、物相以及微观结构方面均有较大差异,表面层ZnO晶粒尺寸较小,为(2.0～3.1)μm,大小比较均匀,并且在晶界存在约0.7μm的富Pr相,有利于非线性的形成;而本体内的晶粒尺寸较大,为(3.0～4.8)μm,晶界几乎无杂相。磨片后ZnO电阻片表面成分的磨损是导致其非线性性能变差的主要原因。     

钡、镁、铝添加剂对氧化锌电阻片稳定性的影响

以 BaO、MgO、Al_2O_3为添加剂的 ZnO 电阻片,由于杂质在晶界处偏析和晶粒中对 Zn 原子作等价或不等价的取代,当含量和比例适当时,可使小电流和大电流性能同时得到改善;填隙 Zn 离子数的减少,晶界结构的稳定都极大地改进了长期工作的稳定性。按本文配方和工艺制备的 ZnO 电阻片,当荷电率提高到0.75及以上时,具有所需求的长期使用寿命。     

掺杂物分布对非线性氧化锌电阻片特性的影响

用扫描电子探针分析研究了由各种级别原料制备的烧结氧化锌非线性电阻片中Bi_2O_3、Sb_2O_3、CoO、Cr_2O_3和NiO等掺杂氧化物的分布.发现用细颗粒(?1μm)粉末制备的试样中这些掺杂物的分布比用粗颗粒(?7μm)制备的更加均匀,并且不受烧成后热处理的影响.同时发现,用细颗粒制造的电阻片的非线性特性(如非线性系数、压比、泄漏电流和能量吸收能力)都比用粗颗粒制造的优越得多.     

ZnO阀片的高温X射线衍射分析

<正> 众所周知,ZnO阀片是一种以ZnO—Bi_2O_3二元系统为基础的含有少量其它添加物的陶瓷制品。构成ZnO陶瓷的Bi_2O_3相和其它相的晶型对阀片的特性有着强烈的影响。还有人指出,ZnO陶瓷中各相之间的机械效应对阀片的性能亦有很大的影响,反映在宏观上可以看出,作用在这些陶瓷制品上的压力使伏安特性变差,泄漏电流增大,这就表明,Bi_2O_3相对阀片特性的影响机理不仅需要从微观结构的角度进行解释,而且,     

非线性ZnO电阻研究中的关键问题——晶界现象

本文从晶界的形成、性质和作用三个方面,探讨了非线性ZnO电阻的晶界现象;认为ZnO同少量添加剂氧化物在高温作用下形成的一种复合结构中的高电阻晶界区,是ZnO压敏特性产生的根源.     

国内外优异氧化锌电阻片的性能分析

通过分析测试国内外氧化锌电阻片的电气性能结果及化学成分,发现电气性能优异的原因是在配方中未添加Cr_2O_3和SiO_2成分,而添加了其他微量元素,从而改变了烧成后电阻片的微观结构。通过参考引证有关研究文献和专利,研发出的新型氧化锌电阻片配方的电气性能效果较好。     

Co_2O_3对ZnO晶粒电阻率的影响

研究(1-x)ZnO+xCo_2O_3一元掺杂ZnO陶瓷系统,通过测定瓷体中ZnO晶粒的自由电子浓度和晶粒电阻率,并利用扫描电镜分析ZnO晶粒本身的缺陷结构,就Co_2O_3对ZnO晶粒电阻率的影响进行了研究。