复合添加剂的共沉淀法制备及ZnO压敏陶瓷研究

采用共沉淀法合成的复合添加剂粉体制备ZnO压敏陶瓷,用TG-DTA热分析沉淀物前驱体, 通过XRD、SEM、EDS和DLS表征复合粉体的物相、形貌、组成元素、粒度及其分布, 测试压敏陶瓷性能、并观察其结构.结果表明, 550℃煅烧前驱体生成各添加剂氧化物的混合物; 650℃煅烧1 h形成组成为(Bi_1.14Co_0.26Mn_0.29)(Sb_1.14Cr_0.57Ni_0.29)O_6.25焦绿石型复合添加剂粉体, 复合粉体平均粒径为0.26μm; 复合粉体制备的ZnO压敏陶瓷的电位梯度为330 V/mm、非线性系数为47、漏电流为5μA/cm², 电性能参数分别优于固相法混合添加剂粉体制备的压敏陶瓷, 这归因于复合粉体制备的压敏陶瓷具有更均匀的显微结构.     

ZnO基压敏陶瓷烧结机理研究进展

ZnO基压敏陶瓷是应用最为广泛的压敏电阻材料。它本质上属于晶界功能特性材料,其性能与烧结过程中液相的形成、传质和物相反应等密切相关。上述烧结机理相关问题是理解ZnO基压敏陶瓷晶界功能特性形成,并进而通过对其烧结过程、显微结构的控制来调控其性能的基础。从主要液相形成元素、对显微形貌有显著控制作用的元素和其它元素影响3方面综述ZnO基压敏陶瓷烧结机理研究领域的最新进展,在此基础上概述研究进展的典型应用,并总结现存的问题,可为本领域及相关领域内研究者提供参考和借鉴。     

ZnO压敏陶瓷的晶界结构

用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ研究了低压ＺｎＯ压敏陶瓷的相结构与晶界结构，证实了晶界相的不连续性，发现低压ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－ＴｉＯ２系中ＺｎＯ－ＺｎＯ晶粒直接接触区晶界宽度约为４５ｎｍ，以及烧结过程中晶界上ＺｎＯ纳米级单晶的迁移行为并计算出ＺｎＯ晶界移动激活能Ｑｍ。     

ZnO压敏陶瓷的微波烧结

对用纳米粉体制备的ZnO压敏生坯进行了微波烧结,通过XRD、SEM分析和电性能测试,与普通烧结比较,微波烧结可使ZnO压敏材料快速成瓷,显著缩短烧结时间;在相同晶粒尺寸下,微波烧结温度更低,瓷体更致密;并能获得较好电性能．微波烧结为ZnO压敏陶瓷材料制备提供了一条新的、高效节能的途径．     

保温时间对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响

采用固相烧结法制备了ZnO-Pr₆O₁₁-Co₂O₃-Cr₂O₃-Er₂O₃-SiO₂压敏陶瓷,并研究了保温时间对ZnO压敏陶瓷的物相、微观形貌、压敏特性和阻抗特性等的影响。结果表明：随着保温时间变长,平均晶粒尺寸逐渐增大。保温3 h的ZnO压敏陶瓷综合性能最好,非线性系数和晶界势垒高度均达到最大,分别为16.9和0.37 eV,击穿场强和晶界电阻率分别为384.3 V/mm和17 400 MΩ·cm,且漏电流最小,为1μA。同时,晶界处带负电的Zn_1.9SiO₄相的存在对晶粒间双肖特基势垒的形成有重要影响。     

ZnO压敏陶瓷烧结工艺优化

首次采用正交试验法研究了烧结工艺中工艺参数对ZnO压敏陶瓷性能的影响.经试验研究,最终确定出了烧结工艺中的主要工艺参数,即烧结温度、保温时间、升温速率、烧结方式的最佳配比,为工业生产ZnO压敏陶瓷提供了理论与试验上的技术依据.     

Sol-Gel法制备ZnO压敏陶瓷及其电性

采用溶胶－凝胶（ｓｏｌ－ｇｅｌ）工艺制备ＺｎＯ电压敏陶瓷粉体．探讨其制备的最佳工艺条件：以 Ｚｎ（ＮＯ_３）_２与 ＮａＯＨ为反应前驱物制取胶体, Ｚｎ^２＋浓度控制在 ０．５ｍｏｌ·Ｌ^－１以上, ｐＨ值７．５左右,预烧温度３００℃,陶瓷烧结温度１２００℃;制得的压敏电阻的非线性系数α＝２８;研究了稀土Ｌａ_２Ｏ_３掺杂对该陶瓷电性的影响：低浓度掺杂时,可提高压敏电压,高浓度掺杂时;不呈现压敏特性;对粉体进行了Ｘ射线衍射和透射电镜分析,预烧后得到五元掺杂的ＺｎＯ粉体粒形呈球状,属六方晶系,粒径分布窄,约为４０～８０ｎｍ．     

氧化锡压敏陶瓷

氧化锡压敏陶瓷是90年代中开始发展起来的一种新型压敏材料，也是近年来国际压敏材料的研究热点之一。根据本研究组的一些研究成果结合有关文献报道对国内外SnO2压敏陶瓷材料研究发展现状作一个回顾与综述。重点分析了目前对氧化锡压敏陶瓷致密化研究、非线性弘，特性研究、掺杂氧化物的种类、微观结构及导电机理的国内外研究现状和进展．指出目前绝大多数研究集中在掺杂氧化物及非线性系数的研究，而对漏电流、通流容量及稳定性等方面的研究还十分欠缺。氧化锡压敏陶瓷的实用化还有待于在这些领域的大量研究工作．     

低压ZnO压敏薄膜制备与研究

以GDARE法沉积的低压ZnO压敏薄膜为多孔性超微粒结构,沿c轴高度取向.经一定温度热处理后,薄膜具有较好的非线性V-I特性,漏电流小,压敏电压低.温度对薄膜的V-I特性影响较大.文章讨论了ZnO低压压敏薄膜的导电机理.     

氧化锌压敏电阻粉体的制备工艺

综述了ZnO压敏电阻粉体制备的国内外研究现状,对不同制备方法的优缺点进行了评析,指出了目前氧化锌压敏电阻粉体制备中存在的问题,并提出了今后的研究发展方向。     

ZnO低压压敏电阻陶瓷材料研究进展

本文详细介绍了不同体系的ZnO低压压敏电阻材料特点及各自的局限性,并且对ZnO压敏电阻向低压化发展趋势下出现的材料低温烧结技术进行了评述.最后在总结以往研究的基础上提出了若干ZnO低压压敏电阻材料组份设计上的原则,可为压敏电阻及其它电子陶瓷材料的研究提供一定的指导意义.     

化学合成瓷料对ZnO压敏电阻的性能及微观结构影响

用化学法掺杂合成的粉料制成压敏电阻并作了电性能检测，发现其有高的电位梯度（２９０￣５００Ｖ／ｍｍ）；在进行８／２０μｓ模拟雷电冲击时发现其单位体积可承受较大的冲击能量，并有较小的Ｖ１ｍ４变化率；用电子探针观测了其微观结构，发现其有均匀细小的晶粒晶界结构。     

B2O3和Al2O3共同掺杂ZnO压敏陶瓷的性能

研究了B₂O₃(B)和Al₂O₃(Al)共掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能和微观结构的影响。结果表明,共掺杂B和Al的ZnO压敏陶瓷,具有低泄漏电流、高非线性和低剩余电压等优良电性能。B和Al的掺杂率为3.0%(摩尔分数)和0.015%(摩尔分数)的ZnO压敏陶瓷,其最佳样品的电参数为：击穿电压E_{1 mA}＝475 V/mm;泄漏电流J_L=0.16 μA/cm²;非线性系数α=106;剩余电压比K = 1.57。     

ZnO-V2O5-MnO2中压体系压敏电阻的微观组织和电学性能

研究了中压体系ZnO-V2O5 -MnO2 (ZVM)压敏电阻的微观组织和电学性能.结果表明,MnO2含量增加有利于细化ZVM陶瓷晶粒,改善电性能,提高压敏电压;提高烧结温度可以促进ZVM陶瓷晶体生长,改善致密度,降低压敏电压,提高非线性系数.中压体系ZVM陶瓷可以通过控制MnO2含量以及烧结温度获得.     

添加Bi2WO6对ZnO基压敏陶瓷电学性能的影响

用传统固相反应法研究了添加Bi₂WO₆(x=0%~9%,质量分数)对ZnO基压敏陶瓷的微观结构、压敏性能和介电性能的影响。结果表明：掺入适量的Bi₂WO₆能促进ZnO压敏陶瓷晶粒均匀生长、提高微观结构的均匀性、降低压敏场强和提高非线性系数;同时,Bi₂WO₆的添加可提高ZnO晶粒表面吸附氧的含量,从而提高界面态密度和势垒高度以及ZnO基压敏陶瓷的非线性特性。Bi₂WO₆的添加量为7%的ZnO基压敏陶瓷,其综合性能为：E_{1 mA}=263 V/mm,α=53,J_L=3.50 μA/cm²,φ_b=11.52 eV。