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。     

PVA种类及含量对ZnO压敏电阻片电性能影响研究

作为重要的过电压防护元件,ZnO压敏电阻片的性能也需要不断提高.对ZnO压敏电阻片制备工艺中聚乙烯醇(PVA)的影响进行了研究.通过对比不同PVA种类及含量对造粒的影响后发现,选用的PVA聚合度越高,烧结陶瓷的晶粒尺寸就越小;PVA的添加量越多,晶粒尺寸也越小;其次PVA的聚合度会影响到压敏陶瓷的晶界电阻和击穿场强,它们之间成正相关的趋势,但是过量添加PVA会导致其晶界电阻活化能减小,压敏特性降低,导致泄漏电流密度增大;采用低聚合度的PVA会改善电气性能,即提升其压敏特性并降低泄漏电流密度;造粒过程中,低聚合度PVA水溶液的配比与添加量对压敏电阻的晶界电阻及其活化能的影响较小.因此,造粒过程中推荐采用低聚合度、高醇解度的PVA以提高ZnO压敏电阻片电气性能的一致性.     

电极边缘效应对ZnO压敏电阻片通流能力的影响

发现并研究了电极半径ｒ与瓷体半径Ｒ之比ｒ／Ｒ对ＺｎＯ压敏电阻片耐受２ｍｓ方波电流冲击能力的作用规律．利用平面电阻网络和立体氧化锌压敏电阻器网络，实验模拟了ｒ／Ｒ对电极边缘电流密度分布的作用规律，研究结果表明增大ｒ／Ｒ能使电流密度均匀化，因而能增强ＺｎＯ压敏电阻片的通流能力。     

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。     

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     

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。     

提高ZnO压敏电阻片能量耐受能力的方法与途径

综述了近来国内外提高ZnO压敏电阻片能量耐受能力的方法和途径，其中改善ZnO电阻片的结构均匀性和成分均匀性是提高能量耐受能力的关键，电流密度分布的均匀性有一定影响。因此，为了改善结构均匀性和成分均匀性，必须开展粉料和浆料制备技术的深入细致的研究工作。     

ZnO压敏电阻直流老化特性的研究

ZnO压敏电阻是电子和信息化领域重要的过电压防护器件,对电子与通信系统的运行安全有着至关重要的作用.本研究基于压敏电阻直流老化特性实验平台,开展了热电应力下ZnO压敏电阻温度特性、荷电率特性以及长期直流电压下老化特性的变化规律研究.实验与分析结果证明:1)在电应力与热应力作用下,ZnO压敏电阻的泄漏电流和功率损耗随着荷...     

热处理对MOA用ZnO电阻片电气性能的影响

采取提高热处理温度、延长保温时间等措施,改善直径大且厚的电阻片老化性能,取得了较好的效果。试验证明,热处理工艺可使电阻片的压比明显降低;在0.75U1mA下的阻性电流除少数外均有不同程度的增大,总的规律是尺寸大的比小的增大得多;热处理可明显提高电阻片的方波通流能力,并改善其稳定性。欲通过热处理使电阻片的性能获得最佳,必须根据电阻片的尺寸、烧成制度等调试热处理炉的温度制度及装片密度,选定较合理的工艺。采用再次热处理的方法使已抽查试验的电阻片性能得到恢复。通过X衍射试验,从微观上探讨了热处理改善ZnO陶瓷电气性能的原因。     

Gd2O3掺杂对ZnO压敏电阻片电气性能的影响

研究了不同掺杂含量的Gd2O3对氧化锌(ZnO)压敏电阻片的电气性能、微观特性、物相特性和介电特性的影响.研究表明,掺杂Gd2O3对ZnO敏电阻片的电气性能具有重要影响,掺杂过量的Gd2O3对ZnO敏电阻片的晶粒生长具有抑制作用,锌填隙浓度提升,具体表现在电位梯度、泄漏电流提升而非线性系数大大减小.而掺杂少量的Gd2O3提升氧空位浓度,减小锌填隙浓度,进而抑制泄漏电流.此时掺杂量在0.5％(摩尔分数)Gd2O3电气参数分别为526 V/mm、15 μA/cm2、非线性系数28.该研究可帮助氧化锌压敏电阻优化配方,增强电气性能,改善电力系统的安全稳定性.     

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     

直流ZnO电阻片的研究

为了满足特高压直流避雷器保护特性的要求,对ZnO压敏电阻片的电位梯度、非线性性、老化等电气特性进行深入研究。试验表明:当X(Bi2O3)/X(Sb2O3)的掺杂比例为一定值时,获得较低的残压比和较高的电位梯度;改变侧面无机绝缘层的成分使侧面绝缘层与电阻体在烧结时能紧密结合,同时增加有机绝缘保护层,提高电阻片侧面的表面电阻和侧面的防污能力及抗闪络能力,并可改善电阻片的老化特性;在较低的烧成温度下1 070～1 150℃和较长的保温时间4～7 h可获得高性能的特高压直流避雷器用直流电阻片。     

共沉淀法再利用氧化锌压敏电阻废旧片

提出以共沉淀法再利用 Zn O压敏电阻废旧片的工艺方法 ,讨论了溶解酸、沉淀剂和沉淀 p H值的选择 ,研究了温度对沉淀粒径的影响。结果表明 ,用共沉淀法粉料比常规法粉料制得的 Zn O压敏电阻电性能更好     

局部退火与振动时效复合消应力法在闸门制造中的应用

在水利水电工程闸门制造过程中,为提高闸门焊缝疲劳强度和保持闸门外形尺寸的稳定性,需要进行退火消除应力。结合仙游抽水蓄能电站机组尾水事故闸门实例,介绍了包括热时效法、自然时效法和振动时效法3种常见的消应力方法,重点论述局部退火和振动时效两种消应力法在大型闸门消应力中的复合应用,该方法具有高效、节能等优点。     

对ZnO压敏电阻隧道效应的探讨

根据氧化锌压敏电阻的微观结构,提出了势垒交错导致共振隧穿的模型,并运用传递矩阵法合理地解释了ZnO压敏电阻的隧道效应,所得的隧穿电流符合实际ZnO压敏电阻在击穿区的温度特性．     

氧化锌电阻片伏安特性测试系统

氧化锌电阻片伏安特性测试系统突破了传统高电压设备自动化程度低的局限,采用了计算机控制与监测,大大提高了设备的自动化程度。采用数据库来存储数据,可减少数据的冗余,提高数据的可操作性。此外,测试系统采用流水线式测试,也大大缩短了测试时间。     

高梯度氧化锌电阻片的研制与特点

为生产符合SF6罐式金属氧化物避雷器要求的电位梯度为300～350V/mm的氧化锌电阻片.在现有配方基础上进行含量调整,同时引入NiO,通过采用生料工艺和改进烧结制度等一系列工艺措施,研制出平均电位梯度325V/mm,2ms方波通流大于800A,8/20μm,10kA压比小于1.58的φ83x21电阻片,现已批量生产....     

国外MOA用ZnO电阻片的剖析与思考

对国外五家公司的ZnO电阻片进行了试验,并与已知ZnO电阻片样品配方对比,结果表明,五家样品的压比较低、老化系数呈下降型;其配方成分都含有Ni,D试样几乎不含Si、Cr,但是其方波通流密度较高;虽然与国内样品的显微结构相比,其物相组分相似,无明显的差别,但是多数瓷体中的大气孔较少,端面全喷铝或者留边宽度较窄。据此,提出了从根本上改进配方和工艺,如掺杂Ni,细化添加剂粒度、选择适宜的有机添加剂及添加量,以改善喷雾干燥粉料成分和成型坯体密度的均匀性;根据不同的配方,研究相适应的烧成制度,特别是冷却制度、热处理温度制度等多种思路,以期全面提高我国ZnO电阻片的性能水平。