应用纳米材料提高氧化锌电阻片通流能力

氧化锌电阻片的通流能力主要取决于电阻片的微观均匀性。使用纳米材料,有助于提高瓷体均匀性和致密性,使得氧化锌电阻片电气性能尤其是通流能力得到改善。为使纳米材料充分发挥作用,必须解决纳米材料自身的团聚,并提高料浆混合的均匀性。     

直流氧化锌非线性电阻片的研究

研究了Ｂｉ、Ｓｂ、Ｍｎ、Ｎｉ及Ａｌ作为添加剂对直流氧化锌电阻片性能的影响,由于直流与交流导电机理的不同,所进行的热处理工艺也不同,热处理后对电阻片非线性的比较及预掺铝工艺试验可知,工艺因素即工艺方法与参数对电阻片的影响远大于添加剂量在５％以内变化的影响,并进行了批量试验。     

国内外避雷器用氧化锌电阻片的技术现状与发展趋势

文章综述了中国和其他国家避雷器用氧化锌电阻片技术的现状与发展趋势.氧化锌电阻片是金属氧化物避雷器的核心部件,它的电性能决定了避雷器的电性能.电阻片的发展是随着避雷器的要求而发展的,随着避雷器向特高压、罐式小型化及特高压直流发展,电阻片向低成本、低残压、高能量、高梯度及交直流通用的方向发展.讨论了配方和工艺对电阻片电性能的影响,总结了提高电阻片电压梯度和通流容量、降低电阻片的残压和直流电阻片的研究方法.指出了提高电阻片生产的自动化程度和绿色制造的重要性,分析了避雷器标准的修订对电阻片电性能的影响,对今后高性能氧化锌电阻片的研发提出了建议.     

添加剂对氧化锌电阻片电学性能影响的研究进展

综述了近年来添加剂对氧化锌电阻片电学性能影响方面的研究进展,分析了不同添加剂对氧化锌电阻片电学性能的影响机理。通过比较发现,纳米添加剂可以降低高温烧成时的烧成温度,进而抑制晶粒长大,改善烧成均匀性,氧化锌晶粒平均尺寸可控制在1μm左右,泄漏电流2μA,通流容量可达250J/cm3。指出纳米添加剂进一步在氧化锌电阻片生产中的应用是今后研究的方向。     

高通流能力电阻片的研究进展

综述了近年来国内外在提高氧化锌电阻片通流能力方面的研究进展。认为影响氧化锌电阻片通流能力的关键因素是电阻片微观结构不均匀性导致电流分布的不均匀性。通过采用湿式化学粉料制备法来提高粉料的均匀性是提高电阻片通流能力的有效途径。而改善粉料的均匀性,从根本上讲是改善添加剂在粉料中的分散均匀性。因此,添加剂在粉料中应尽可能地细化和均匀。     

高性能氧化锌电阻片的研究进展

综述了氧化锌电阻片的导电机理、老化机理、添加剂以及制备工艺等方面的研究进展,并从三方面指出了高性能氧化锌电阻片的发展趋势。①提高ZnO粉体的质量,如制备纯度高、粒径分布好、易于分散的纳米ZnO粉体,特别是将其他掺杂成分如Bi2O3等在制粉过程引入,制备纳米复合粉末,将可从根本上改善掺杂成分的均匀性,从而大幅度地提高氧化锌电阻片的性能;②采用新的烧结工艺,如微波或微波等离子烧结氧化锌电阻片,已展示良好的应用前景,但还存在工艺控制稳定性和规模化生产等问题。因此,应进一步探讨和完善新的烧结工艺,以降低烧结能耗,提高烧成质量和产品合格率;③开发高电位梯度的氧化锌电阻片是电网系统用避雷器小型化的关键,特别对超高压、特高压输变电工程意义重大;④加强相关基础理论的研究,尤其是晶界现象、导电机理、失效模式及其与显微结构关系的研究。     

高梯度氧化锌电阻片的研制

使用高梯度氧化锌电阻片可以使避雷器小型化。在一定范围内增加Bi2O3、Sb2O3等添加剂的用量及掺加0.4%￣0.6%的Y2O3,有助于提高氧化锌电阻片电位梯度。严格控制原料的松装密度、粒度分布及水分等,如:Co2O3松装密度提高到0.6 g/cm3左右,使用效果良好。使用新型高效混磨设备,循环处理流量可达到5.4m3/h,效率比原来提高了30%以上,改善了电阻片微观均匀性。氧化锌电阻片电位梯度可达350V/mm,长持续时间电流冲击耐受800A。     

提高ZnO电阻片性能的研究

本研究着重进行了配方组成、ＺｎＯ预处理、电阻片规格尺寸、成型工艺等方面的研究。实践证明，ＺｎＯ原料本体的预处理，添加适量的Ａｌ３＋和采用相应的工艺条件，能降低ＺｎＯ晶粒本体电阻，可以改善ＺｎＯ电阻片在大电流下的非线性特性，并且根据配方组成，确立了合理的成型制度，提高了性能，在国内达到了较高的水平。     

掺杂氧化锑对氧化锌电阻片性能的影响

通过改变氧化锑的含量,分析不同含量对氧化锌电阻片电位梯度、泄漏电流等性能的影响。氧化锑在烧结过程中与氧化锌可以形成尖晶石相,可以抑制氧化锌晶粒尺寸的大小,进而调整电阻片电位梯度。在传统五元配方体系中,通过改变氧化锑的增加,电阻片收缩率逐渐增大,致密度逐渐增加;掺杂适量的氧化锑可以提高电位梯度,降低泄漏电流;掺杂过量的氧化锑会降低电位梯度。     

利用单次流通能量分析氧化锌压敏电阻老化程度的研究

为了维护低压电源系统及信息系统的可靠运行,需要对用于电涌防护的压敏电阻进行及时有效的状态检测。目前在判断氧化锌压敏电阻的老化程度方面还没有标准的方法可循。通过研究发现,氧化锌压敏电阻在给定波形幅值的冲击下所吸收的能量,即氧化锌压敏电阻的能量损耗是说明其运行性能的重要参数,通过分析能量损耗,可以判断出压敏电阻的老化程度。提出了一种利用单次流通能量来分析氧化锌压敏电阻老化程度的方法。     

ZnO电阻片大电流通过次数与寿命的关系

从冲击老化机理,冲击老化与冲击电流峰值、波形、作用次数以及环境温度因素的相关性等方面,阐述了ZnO电阻片中流过冲击大电流的次数与寿命的关系。通过试验观察ZnO电阻片在冲击作用下的老化情况,测量ZnO电阻片变化率、功率损耗等参数来反应老化程度,分析了不同冲击电流峰值、不同波形及不同温度下的冲击次数对避雷器寿命的影响。并以此总结出一种反映避雷器大电流通过次数与寿命关系的规律,给出了以超过避雷器标称放电电流一定值的大电流通过避雷器的次数,作为避雷器寿命终结的判据。     

降低ZnO电阻片压比的研究

现生产的ZnO电阻片存在残压高,压比(1.73左右)偏大等缺点,从调整侧面釉高阻层配方入手,在制造工艺基本不变的基础上,减少电阻片侧面釉高阻层配方中Li2CO3的含量,并与生产配方进行了比较。电气性能试验结果表明:1#釉配方性能稳定,ZnO电阻片加速老化性能良好,压比在1.61～1.65,非线性系数在10～13,并通过了2ms方波800A、耐受20次,4/10大电流冲击100kA、耐受2次试验。     

掺杂氧化钇氧化镍对氧化锌电阻片特性的影响

通过掺杂氧化镍、氧化钇,对改善ZnO压敏电阻片电气特性进行了系统研究;分析和讨论了电阻片的电位梯度E、泄漏电流IL、压比Ki、方波、大电流冲击所引起的变化以及老化试验等;掺杂后,不仅提高了电阻片的电位梯度,同时还提高了其能量吸收能力;特别是钇掺杂处于晶界上,抑制晶粒长大,使晶界电压降低,大约为2.2V,是传统电阻片晶界电压的70%。研究获得了电位梯度达260V/mm,方波为800A,能量吸收能力达到300J/cm3的直径为56mm、厚度为9mm的ZnO压敏电阻片。     

退火工艺在化学法瓷料制备ZnO电阻片上的应用

对不同退火工艺下制得的化学法氧化锌电阻片的微观结构及脉冲电流性能作了对比分析 ,得出了脉冲电流冲击性能与退火温度和时间的关系。为批量生产化学法电阻片的退火工艺提供了制定依据     

ZnO膜结构材料的压敏性能研究进展

从薄膜、厚膜、复合膜三个方面综述了近年来国内外关于ZnO膜结构材料的压敏性能方面的研究进展。掺杂元素、成膜工艺、退火温度、膜结构等因素都影响着ZnO膜结构材料的压敏性能,其中掺杂可以大大降低该膜的电阻率,提高非线性系数。低电位、高非线性系数的ZnO压敏薄膜及高电位梯度、高非线性系数的ZnO压敏厚膜的制备是今后研究的重点。     

提高ZnO压敏电阻片电位梯度的研究

为了进一步提高ZnO压敏电阻片的电位梯度和能量耐受能力,研究了添加剂复合粉体的颗粒度、烧结温度和保温时间对电阻片电位梯度和能量耐受能力的影响。采用细度为(0.4～0.6)μm的添加剂,在1 120℃保温5h,φ56mm的电阻片电位梯度可达(3.2～3.5)kV/cm;在传统添加剂细度的基础上,烧结温度为1 200℃,保温5h可获得梯度为(1.7～1.8)kV/cm,方波为800A的大容量电阻片。从传统电位梯度和高梯度电阻片显微结构分析中得出,晶粒细小化是提高电位梯度的重要途径。尖晶石是晶粒生长的钉扎中心,可以抑制晶粒过分长大,控制尖晶石的颗粒大小、均匀分布是控制和促使ZnO晶粒均匀细小化的关键。