掺硅对二氧化钛压敏电阻性能的影响

采取通用的陶瓷工艺,按配方(摩尔分数)TiO2+0.3%(BaCO3+Bi2O3)+0.075%Ta2O5+x%SiO2,其中x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,制备试样。经过R-f,C-f和I-V测量,研究了SiO2对(Ba,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2基压敏陶瓷的压敏特性、电容特性及晶粒半导化的影响。结果表明:当x=0.3时,压敏电压最低(E10mA为8V.mm–1),电容量最大(C为30pF,1kHz)及晶粒电阻最小(1.4?)。     

(Ba,Co,Nb)掺杂SnO2压敏材料电学非线性的研究

通过对样品的伏安特性，晶界势垒的测量和分析，研究了BaCO3对新型(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料微观结构和电学性质的影响。晶界势垒高度测量表明，SnO2晶粒尺寸的迅速减小是压敏电压急剧增高的原因。对Ba含量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。掺杂x(BaCO3)=0．4％的SnO2压敏电阻击穿电压为最小(140V／mm)；掺杂x(BaCO3)-0．8％的SnO2压敏电阻具有最高非线性系数(α=19．6)，最高的势垒电压(ψB=1．28eV)。     

无铋氧化锌压敏电阻的研究

讨论了无铋氧化锌压敏电阻压敏特性的根本原因。由于离子置换使得Ｚｎ２＋成为填隙离子,从而在氧化锌晶粒间引起肖特基势垒。对于氧化锌压敏电阻而言,双肖特基势垒是形成非线性电特性的根本因素。     

二氧化钛压敏电阻势垒高度的测定

按配方TiO2+0.3%(SrCO3+Bi2O3+SiO2)+0.075%Ta2O5,以典型的陶瓷工艺制备样品。通过I-T和I-V测量,将压敏电阻视为双向导通的二极管,应用半导体理论对低压下的I-V数据进行处理,测定了TiO2-SrCO3-Bi2O3-SiO2-Ta2O5压敏陶瓷的势垒高度?b为0.43eV。     

Nb掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响

研究了Nb2O5对ZnO压敏材料电学性能的影响。当x(Nb2O5)从0增加到1％时，ZnO压敏电阻的击穿电压从209V／mm降至0．70V／mm，40Hz时，样品电阻从0．21MΩ降至48．3Ω，1kHz时的相对介电常数从831增大到42200。晶界势垒高度测量表明：在实验范围内，Nb对势垒高度的影响较小。ZnO晶粒的变大是压敏电压急剧降低和介电常数增大的主要原因。对Nb掺杂量的增加引起样品阻抗减小的根源进行了解释。     

(Cu,Mg,Nb)掺杂的SnO2压敏材料的性质

研究了 Cu O对 Sn O2 · Mg O· Nb2 O5压敏材料的密度、非线性特性、介电常数的影响。实验发现 ,适当掺杂 Cu O不仅能增大 Sn O2 · Mg O· Nb2 O5材料的致密度 ,而且能提高非线性系数 ,减小漏电流。掺 2 % Cu O(摩尔比 )时 ,Sn O2 · Mg O· Nb2 O5材料的致密度达到理论值的 93% ,非线性系数 α高达 9.5 ,压敏电压 V1 m A高于4 2 3V/ mm。在 2 0～ 2 0 0°C温度范围和 0 .1～ 10 0 0 k Hz频率范围 ,Sn O2 · Cu O· Mg O· Nb2 O5的介电常数变化很小 ,应用晶界缺陷势垒模型 ,对 Sn O2 · Cu O· Mg O· Nb2 O5材料压敏特性进行了解释。     

银掺杂量对ZnO压敏电阻电性能的影响

通过传统的固相反应法在920℃制备了银掺杂的ZnO压敏电阻样品,考察了银掺杂量对样品烧结特性和电性能的影响。结果表明,银掺杂不利于样品的致密,但对于ZnO压敏电阻的电性能有明显的影响。当银在ZnO基体中的质量分数由15%增加到25%时,样品的压敏电压由1900V/cm降到600V/cm,对应的非线性系数由15.4降到9.0。这为进一步控制ZnO压敏电阻的电性能提供了新的途径。     

CeO_2掺杂引起SnO_2压敏电阻的晶粒尺寸效应

研究了掺CeO2对SnO2Co2O3Ta2O5压敏电阻器性能的影响。研究发现:随着x(CeO2)从0增加到1%,压敏电压从190 V/mm增加到205 V/mm,相对介电常数从3 317减小到2 243,晶粒平均尺寸从12.16 mm减小到6.23 mm,在晶界上的Ce4+阻碍了SnO2晶粒的生长。为了解释样品电学非线性性质的起源,笔者提出了SnO2Co2O3Ta2O5CeO2晶界缺陷势垒模型。同时,对该压敏电阻器进行了等效电路分析,试验测量与等效电路分析结果相符。     

钕掺杂对SnO_2·Co_2O_3·Nb_2O_5压敏电阻瓷电性能的影响

通过对样品的伏安特性,晶界势垒的测量和分析,研究了Nd2O3对SnO2·Co2O3·Nb2O5压敏电阻瓷电性能的影响。发现掺入x(Nb2O3)为0.050%的样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为460.69 V/mm,密度为6.812 g/cm3,非线性系数为18.7。为了说明电学非线性的起源,提出了SnO2压敏材料的一个缺陷势垒模型。     

Na掺杂对ZnO压敏材料电学性能的影响

研究了Na2CO3对ZnO压敏材料电学性能的影响。当掺入的Na2CO3之摩尔分数x从0增加到0.2%时,ZnO压敏材料的击穿电压从209 V/mm增加到934 V/mm,1 kHz时的相对介电常数从1 158降到57。晶界势垒高度测量表明:在实验范围内,Na对势垒高度的影响较小。ZnO晶粒的变小是压敏电压急剧升高和介电常数减小的主要原因。对Na2CO3掺杂量的增加引起ZnO晶粒减小的原因进行了解释。     

(La,Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷中第二相的研究

研究了(La,Nb)掺杂TiO2压敏陶瓷中第二相的转变及其对压敏性能的影响。采用实验方法研究了La2O3和Nb2O5的掺杂量及烧结温度对TiO2压敏陶瓷的压敏电压和非线性系数的影响。采用SEM、EPMA和XRD测试了TiO2陶瓷的显微结构、化学组成和物相。研究结果表明,(La,Nb)掺杂TiO2压敏陶瓷中存在第二相,随着烧结温度的增加,第二相会从LaNbO4向LaNbTiO6转变。根据La2O3-TiO2、La2O3-Nb2O5和Nb2O5-TiO2的二元相图,绘出了La2O3-Nb2O5-TiO2三元相图,在三元相图基础上初步估算了在不同烧结温度TiO2压敏陶瓷中第二相的相对含量。第二相LaNbTiO6的析出,导致钛空位(V″Ti″)浓度增大,而使压敏电压和非线性系数增加。     

掺锑对二氧化锡压敏电阻性能的影响

通过对样品V-I特性和势垒特性的测试和分析,研究了掺锑对二氧化锡压敏电阻性能的影响.snO2@Co2O3基本上不具有电学非线性,掺杂很少量的Sb2O3可明显改善材料的非线性.研究中发现掺杂x(sb2O3)为0.01%的样品具有最高的质量密度(ρ＝6.90g/cm3)、最高的视在势垒电场(EB＝276V/cm)和最好的电学非线性(a＝12.89).提出了SnO2@Co2O3@Sb2O3的晶界缺陷势垒模型.     

掺Y对二氧化钛低压压敏陶瓷性能的影响

通过对样品密度、介电常数、I-V特性及晶界势垒特性的测定和分析,研究掺Y对(Y,Nb)掺杂的二氧化钛低压压敏-电容性能的影响.掺入x(Y2O3)0.60%的样品显示出最高的非线性常数(α=7.86)以及最高的相对介电常数(εr=8.54×104)和样品密度(可达理论密度的98.8%),与该样品最高且窄的晶界缺陷势垒相一致,是一种较为理想的压敏-电容陶瓷.提出了TiO2@Y2O3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.     

Nb2O5掺杂对ZnO压敏电阻器电性能的影响

本文研究了Ｎｂ＿２Ｏ＿５掺杂以及Ｎｂ＿２Ｏ＿５与ＺｎＯ煅烧对ＺｎＯ压敏电阻器电性能的影响。实验表明，Ｎｂ＿２Ｏ＿５的掺入使压敏电场减少，当Ｎｂ＿２Ｏ＿５含量为０．１％ｍｏｌ时，其压敏电场最小．非线性系数最大。煅烧温度越高，压敏电场越高，非线性系数越大。     

表面层对TiO2压敏陶瓷电学性能的影响

用电子陶瓷工艺制备了(La,Sr)掺杂的TiO2压敏-电容双功能元件,其压敏电压(V1mA)为8～38V·mm-1,非线性系数为3～5.5,介电常数可达105。样品的压敏电压受表面层影响显著,随着厚度的减少,V1mA从27～38V·mm-1降至8～15V·mm-1,但非线性系数与介电常数受表面层的影响甚小,这主要与烧结后在冷却过程中,空气中的氧在样品表面沿晶界扩散所形成的表面"氧化层"有关。     

稀土Ce对SnO2·Co2O3·Nb2O5压敏性能的影响

研究了掺Ce对SnO2·Co2O3·Nb2O5压敏电阻器性能的影响。研究发现Ce4+对Sn4+的取代能明显提高陶瓷的致密度,掺入x(CeO2)为0.05的陶瓷样品具有最高的密度(ρ=6.71g/cm3),最高的视在势垒电场(EB=413.6V/mm),最高的非线性系数(α=13.8),最高的势垒电压和最窄的势垒厚度。为了解释样品电学非线性性质的起源,该文提出了SnO2·Co2O3·Nb2O5·CeO2晶界缺陷势垒模型。同时,对该压敏电阻器进行了等效电路分析。试验测量与等效电路分析结果相符。     

氧化锌压敏电阻用掺杂粉体的水热合成

以氧化锌为原料,添加其它掺杂金属氧化物,在水热高温、高压下一次性合成ZnO压敏电阻用掺杂粉体,利用SEM和XRD研究了前驱体配比、水热温度、反应介质对掺杂氧化锌生长的影响,用此掺杂氧化锌粉体制备的ZnO压敏电阻的非线性系数达到43.48。     

Sr掺杂对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响

以TiO2为原材料,制备了具有压敏–电容复合功能的TiO2系压敏陶瓷材料。通过测试典型样品的V-I特性、D-f特性、电容特性及复阻抗频率谱,研究了不同掺Sr量的TiO2系压敏陶瓷材料的相关电学性质。实验结果表明,掺Sr量在强烈影响材料压敏性能的同时,对材料的电容特性也会产生较大影响。在掺Sr量为x (Sr)=0.6%时,样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为55 V/mm,a可达到5,1 kHz下损耗为0.1,相对介电常数可达2.8?05。