Fe离子掺杂对ZnO压敏电阻性能的影响

笔者主要研究了Fe³⁺离子掺杂引入对ZnO基压敏电阻微观结构及综合电气性能的影响。实验结果表明，随着铁离子掺杂量的增加，ZnO压敏电阻的电位梯度持续不断升高，非线性系数先升高而后降低，漏流先减小再增大，压比逐渐增加。分析认为，掺杂少量Fe³⁺时，可作为受主元素提高表面态密度，从而使非线性系数升高；随着掺杂量的增加，Fe³⁺转变为Fe²⁺进入ZnO晶粒内部，作为替位离子取代了部分Zn²⁺,由于r(Fe²⁺)>r(Zn²⁺),该取代产生了压应力对ZnO晶格产生挤压，减小晶格空隙，从而阻止了其他掺杂离子的进入，表面态密度降低，非线性系数降低。     

无机高阻层对ZnO压敏电阻综合性能的影响

探究了涂覆不同Cr₂O₃/MgO比例无机高阻层对ZnO压敏电阻的微观结构以及电学性能的影响。通过研究发现，D2电阻片具有最佳的电气性能，其电位梯度E为222.5 V·mm^-1,非线性数α为63.24,泄漏电流I_L为0μA,残压比K为1.69。最高可承受2 ms方波脉冲电流大小为300 A,老化系数Kct为0.85,且起始功率低，表现出良好的电学性能，更适合在电路中长期工作。     

烧结温度对SnO2压敏电阻电气性能的影响

文章研究了烧结温度对SnO₂压敏电阻微观结构和电学性能的影响。通过XRD和SEM观察到烧结温度对样品致密化和晶粒尺寸具有很大影响。通过C-V曲线、E-J曲线及复阻抗图谱计算各电学参数。当烧结温度为1 250℃时，样品的电压梯度为762.27 V/mm,非线性系数为36.59,泄漏电流为3.27μA/cm²。在烧结过程中，形成的氧空位和深层缺陷提高了界面态密度，进一步提高了势垒高度。晶界势垒的提高会提高非线性系数，减小泄漏电流。     

SiO_2对SnO_2·CoO·Nb_2O_5压敏电阻非线性电学性质的影响

对 Si O2 掺杂的 Sn O2 · Co O· Nb2 O5 压敏电阻非线性电学性质进行了研究 ,并对其微观结构进行了电镜扫描 ,且对其晶界势垒高度进行了测量。实验表明 x(Si O2 ) =0 .3%掺杂的 Sn O2 · Co O· Nb2 O5 压敏电阻的非线性系数 α高达 30 ,并且具有最高的击穿电场 (375 V/ mm)。采用 Gupta- Carlson缺陷模型对晶界肖特基势垒高度随Si O2 的添加而变大的现象进行了理论解释。     

包覆形成的核壳结构对ZnO压敏电阻的改性机制

ZnO压敏电阻的性能，直接决定了避雷器的保护水平和电力系统的绝缘水平。为实现ZnO压敏电阻综合性能的优化，通过溶胶凝胶法将SiO₂均匀包覆在ZnO颗粒表面，获得了具备明显核壳结构的粉体颗粒。当Si⁴⁺/Zn²⁺包覆摩尔比为0.075时，在1050℃下所烧结制备的ZnO压敏电阻，电位梯度可达651.37 V/mm，相较于未包覆样品提升115.6%；非线性系数可达73.02，提升104.5%；泄漏电流密度为0.73μA/cm²，降低77.5%。基于不同样品晶相测试结果中的区别，结合宏观电学性能、微观晶界势垒特性、介电响应特性等方面的差异，研究了包覆所形成的ZnO@SiO₂核壳结构对ZnO压敏电阻性能改善的晶粒生长控制机制、固溶反应机制和氧输运机制。     

氧化锌压敏电阻瓷片变形改善方法

论述了压敏电阻瓷片变形机理。根据瓷片变形影响因素，制定相应改善验证，根据改善效果分析了瓷片变形最优改善方法，其中烧结层数、压片方式和垫板平整度对变形均有较好的改善效果，采用压片方式加平整垫板的组合方式可进一步降低变形率并且适合批量化生产，并总结出延长垫板使用寿命的方法。     

离子凝胶-织物基柔性压力传感器制备与应用

研制一种可以稳定响应的基于Ionogel-Textile（离子凝胶-织物）的可穿戴压力传感器。通过离子凝胶预聚液浸渍聚合，将传统棉织物转化为导电压阻复合材料，织物充当离子凝胶层的韧性支撑基体，补充脆性硅网络的压阻作用。该离子凝胶-织物复合材料具有灵敏的传感响应性和耐久性，在监测人体不同关节运动状态时，能连续输出稳定的电信号。此外，通过浸渍聚合的方法可以将所选区域朝向服装中特定接缝位置制作成压阻装置。这种离子凝胶-织物传感器为可穿戴压力传感设备提供一种潜在研究思路，有望推进柔性压力传感器向新兴的多样化技术辅助智能系统迈进。     

镓离子掺杂量对ZnO压敏电阻性能的影响

研究了不同含量Ga³⁺掺杂对ZnO基压敏电阻微观结构，电学性能的影响。微观结构上，掺杂Ga³⁺没有对压敏电阻的相组成产生改变但抑制了氧化锌晶粒的生长，并使得尖晶石数量增多，尺寸减小；电学性能上，因为势垒下降和晶界电导率提高少量增加的Ga³⁺掺杂就显著增大了漏电流，降低了非线性，提高了压敏电阻的梯度。当Ga³⁺掺杂量增加到0.014 mol%时，压敏电阻在5 kA冲击下达到了最小残压比为1.72,此时电位梯度309.05 V/mm,非线性系数为18.0,漏电流为20μA。     

SnO2压敏电阻的研究

研究了Ｃｏ２Ｏ３的含量对ＳｎＯ２．Ｃｏ２Ｏ３．Ｔａ２Ｏ５系列压敏电阻性能的影响。实验发现，在温度为１３５０℃下烧成的９９．２％ＳｎＯ２＋０．７５％Ｃｏ２Ｏ３＋０．０５％Ｔａ２ｏ５材料具有最大的击穿电压。应用晶界缺陷模型解释了ＳｎＯ２．Ｃｏ２Ｏ３．Ｔａ２Ｏ５压敏电阻产生肖特基势垒的原因。按照这一模型，Ｃｏ在肖特基势垒的的形成中起到一个关键作用。