纳米复合技术改善ZnO压敏电阻微观结构及电性能一致性的研究

采用氨浸法制备ZnO纳米复合压敏瓷料的工艺手段,研制出压敏场强大于330V/m m,漏电流小于1μA,非线性系数大于58的压敏电阻器,电性能的一致性要优于普通压敏电阻器的5～10倍。用扫描电镜和能谱对瓷体显微结构及面扫成分进行了分析,讨论了ZnO压敏电阻材料结构和电性能的关系。研究表明,加入纳米复合粉制备压敏电阻是降低大规模生产中的成本,提高ZnO压敏电阻电性能及其一致性的有效途径。     

ZnO非线性压敏电阻晶界微观结构的最新研究进展

微观结构的研究是ZnO非线性压敏电阻制造行业的最基本的研究内容之一.笔者梳理了该领域的最新研究进展.共分2个方面:1)ZnO压敏电阻晶界微观精细物理结构的研究;2)ZnO压敏电阻晶界电子结构的研究.随着电子显微技术与其他现代发展起来的测试方法相结合,必将有力的推动ZnO非线性压敏电阻微观结构的研究发展,实现该领域的重大...     

氧化锌压敏电阻

<正> 本文论述了氧化锌压敏电阻的电气特性、制造方法、添加剂的作用、晶界特性和特殊应用。引言 (引言部分略,图1略) 电气特性 ZnO压敏电阻的I—V特性可分为三个区域,如图2所示(图2略)。在区域Ⅰ,拐点电压(一般为1μA/cm~2的电压)以下,非线性不太显著并与温度的关系较大。在区域     

ZnO压敏电阻片残压比与微观结构参数的关系

实验研究了厚度ｄ 对ＺｎＯ压敏电阻片残压比Ｋｒ 的影响规律, 表明残压比同样存在几何效应;实验还表明残压比Ｋｒ 随电位梯度Ｅ１ｍ Ａ成反比例下降,随平均晶粒尺寸μ的增大而增大; 找到了一个综合微观结构参数 平均晶粒尺寸μ和晶粒尺寸方差σ２ 的乘积（σ２μ）, 能较好地反映电性能与微观结构参数的关系。提出了计算机模拟微观结构模型,并用计算机模拟了残压比Ｋｒ 和厚度ｄ、Ｋｒ 和平均晶粒尺寸μ以及Ｋｒ 和乘积σ２μ的关系, 模拟结果与实验结果基本一致     

ZnO压敏电阻冲击电流作用下滞后时间的特性分析

根据ZnO压敏电阻(MOV)在冲击电流作用下的动态伏安特性,结合空穴诱导隧道击穿理论,提出了氧化锌压敏电阻在冲击电流作用下产生电流滞后现象的原因,并得出影响滞后时间的主要因素包括冲击过程中的冲击电流幅值以及MOV自身的静态参数特性。通过大量实验数据分析得出:随着压敏电压的增大,滞后时间Δt逐渐减短;在冲击小电流区域滞后时间Δt变化不大;在冲击大电流区域滞后时间随冲击电流幅值的增大,滞后时间Δt逐渐增长。     

ZnO压敏电阻片的基础研究和技术发展动态

从非欧姆导电机理、老化机理的深化和完善、功能微观结构作用和控制、粉料预处理和制造技术等方面对zno压敏电阻片的基础理论研究进行了概括；并指出，从技术发展动态看，主要是降低残压比、提高单位体积的能量耐受能力、提高压敏电位梯度、提高长期老化性能。     

多脉冲雷击对ZnO压敏电阻温升特性影响研究

针对多脉冲雷击对ZnO压敏电阻温升特性影响的问题,通过开展多脉冲高压实验,分析不同脉冲数量、脉冲间隔、冲击次数的多脉冲雷电冲击下ZnO压敏电阻表面温升特性,并从能量吸收角度揭示多脉冲雷击下ZnO压敏电阻的老化机理。     

化学合成法改进对ZnO压敏电阻片复合粉体的影响

通过对化学合成法进行改进以适应ZnO压敏电阻片复合添加剂制备的需要,针对化学合成法的不足,提出了解决技术籽晶分布包膜技术,通过控制籽晶、沉淀剂、分散剂、pH值、化学反应进程和温度等因素,获得离子级均匀混合的ZnO压敏电阻片复合添加剂复合粉体前驱体,为进一步获得高性能ZnO压敏电阻片打下了坚实的基础。     

压敏电阻用氧化锌原料的研究

阐述了直接法、间接法和湿法（活性氧化锌）三种方法生产的氧化性原料的特点，并分别用此三种原料进行了压敏电阻验证试验。结果表明，间接法生产的氧化锌原料用作压敏电阻性能最好，湿法生产的氧化锌原料也可用作压敏电阻原料，而直接法生产的氧化锌原料则不能直接用于压敏电阻原料。考虑到价格性能比及原料的二次加工，湿法生产的氧化锌原料有望得到应用和推广。     

侧面有机绝缘保护材料及绝缘层形状对ZnO压敏电阻片脉冲闪络特性的影响

研究了侧面有机绝缘保护材料涂覆厚度和绝缘层形状对ZnO压敏电阻片脉冲闪络特性的影响，研究结果表明，增大绝缘保护层厚度，尤其是端部绝缘层厚度，可以有效地提高ZnO压敏电阻片的沿面脉冲闪络电压和电流。聚酯改性有机硅树脂B的绝缘保护效果优于聚酯型聚氨酯漆A。     

ZnO-Pr6O11基压敏电阻的研究进展

从组织结构、压敏机理、制备技术和稀土掺杂作用这4个部分详细综述了各种稀土氧化物在ZnO-Pr6O11基压敏电阻中的掺杂影响并解释了它们的作用机理,阐明稀土氧化物掺杂仍然是改善ZnO-Pr6O11基压敏电阻的电学性能的主要研究方向.制备工艺的完善对改善ZnO-Pr6O11压敏电阻材料性能也有不可忽视的作用.     

化学合成法制备ZnO压敏电阻的研究

化学合成法是一种制取超细、均匀分布粉体的有效方法。本文综述了化学合成法在制备ＺｎＯ压敏电阻粉体方面的应用研究，并对其性能进行了概述。其中包括化学共沉淀制取ＺｎＯ压敏电阻粉体、ＥＤＳ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ　Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）法制取ＺｎＯ压敏电阻粉体和溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制取ＺｎＯ压敏电阻粉体。还对化学合成法制取ＺｎＯ压敏电阻粉体材料的发展作了概述。     

氧化锌压敏电阻立烧工艺研究

研究了氧化锌压敏电阻立烧工艺中不同的立烧形式及立烧过程中的防倒伏问题，对立烧产品烧结中存在的烧结温度的波动问题及烧结过程中形成的压痕对压敏电阻电性能的影响进行了试验研究     

改善ZnO压敏电阻老化特性的研究

研究添加不同的减缓老化作用的元素及化合物,以改善ZnO压敏电阻片长期带电的老化特性。经过添加GF-06银玻璃、氧化硼、PM-10硼玻璃等不同形态的材料,在同样的ZnO压敏电阻的制作工艺下进行混合、造粒、成形、烧成形成直径为53 mm的电阻片,测试了小电流特性、大电流特性及115℃下1 000 h的加速老化试验。试验结果表明,微量的Ag2O玻璃和B2O3玻璃有利于提高ZnO-Bi2O3系压敏电阻片的老化寿命;同时B2O3还有助于改善ZnO电阻片的大电流下的非线性。     

影响多层片式压敏电阻微观结构形成的几个因素

采用热重分析、差热分析和扫描电镜,研究多层片式压敏电阻的微观结构,分析了有机物、温度对其微观结构形成的影响。建议排胶温度在200～400℃之间,升温速度应缓慢,保证水、溶剂、分散剂、粘合剂等有机物的挥发,避免产生碳。另外,在烧结温度曲线设计上将800℃的保温时间延长,使CO2充分排出。烧结最高温度不能高于内电极金属的熔点,以免造成温度过高使内电极金属扩散到晶界中间,最高温度一般应低于内电极金属熔点40～80℃。且保温时间一般不要超过2 h。     

氧化锌压敏电阻片电位梯度参数优化的实验研究

研究了制造过程中的升温速度、烧结温度、保温时间及冷却速度对氧化锌压敏电阻片电位梯度的影响,对氧化锌压敏电阻片的烧结工艺进行了优化,并从理论上探讨了升温速度、烧结温度、保温时间及冷却速度影响氧化锌压敏电阻片电位梯度的机理。试验结果表明,连续缓慢升温至1200℃保温3h,随炉冷至室温的烧成制度有利于获得优异的电性能。     

MOV压敏电阻静态参数变化的特征分析

根据MOV压敏电阻内部微观结构特征,分析了其静态参数的影响因素,结合大量实验数据得出:MOV压敏电阻在冲击电流作用下,其压敏电压呈先上升后下降的趋势,上升的幅度小于下降的幅度;MOV压敏电阻的漏电流呈线性增长的趋势。通过MOV内部晶粒结构的变化特征,解释了这一实验现象,对MOV冲击老化机理的研究具有一定的参考价值。     

NiO含量对ZnO压敏电阻性能的影响

研究了不同NiO含量对ZnO基压敏电阻微观结构、相组成电学性能的影响.结果 表明,掺杂合适含量的NiO能够有效的改善ZnO基压敏电阻的电气性能,这可被归因为NiO的掺杂能够调整ZnO的晶粒取向,从而使ZnO压敏陶瓷形成了更加均一的显微结构.CE5样品(NiO摩尔分数为1.55％)具有优秀的综合电气性能,其电位梯度为184.00 V/mm,非线性系数α为72.7,漏电流为0.45 μA,在20 kA和30 kA下的压比分别为2.20和2.38.此外,在20组20 kA及2组30 kA脉冲浪涌电流冲击后,CE5也仍然显示出最优的电气性能.     

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。     

ZnO压敏电阻热电特性的研究

ZnO压敏电阻的老化主要由施加电压及温度因素造成,为研究其在工作电压下的热电特性,利用建立的压敏电阻交、直流老化试验平台,开展了热电应力下压敏电阻温度特性、荷电率特性及直流老化特性的试验研究。结果表明:1)直流电压荷电率(电压与压敏电压的比值)在85%～92%区间,泄漏电流和功耗随荷电率增大有下降趋势,而交流电压下两参数随荷电率的增加而增加; 2)直流老化试验中,在97%荷电率和145℃温度下,10K250压敏电阻的泄漏电流经历了快速下降、缓慢上升、激增3个阶段。泄漏电流的剧增点(增长到初始值的900%),压敏电压(流过电阻片的直流电流为1 m A时的直流压敏电压)的变化小于1%,因此,将压敏电压值降为初始值的10%作为老化试验寿命终结判据是否合理有待进一步的研究。