Bi_2O_3和Sb_2O_3的预复合对ZnO压敏电阻性能的影响

采用固相法对Bi2O3和Sb2O3进行了预复合,并研究了不同比例的Bi2O3与Sb2O3预复合对ZnO压敏电阻致密度,晶粒结构和电学性能的影响。结果表明:当Bi2O3与Sb2O3的摩尔比为0.7:1.0时,ZnO压敏电阻的综合性能最优,其晶粒生长得最为均匀致密,电位梯度达到361V/mm,非线性系数为86,漏电流密度为7×10–8A/cm2;另外,在耐受5kA电流下的8/20μs脉冲电流波后,其残压比和压敏电压变化率分别为2.6和2.5%。     

sol-gel法制备ZnO薄膜压敏电阻

利用sol-gel法在镀有Au底电极的单晶硅片上,制备掺有Bi2O3、Co2O3、Cr2O3和MnO2的ZnO薄膜压敏电阻。薄膜由旋涂法制备,并在300℃下预处理、600℃退火。制得的ZnO薄膜结晶良好。膜厚约为1μm,ZnO薄膜压敏电阻的非线性系数为15.1,压敏电压为3.037 V,漏电流为43.25μA。     

微波等离子烧结ZnO/Bi2O3系压敏电阻研究

采用常规微波和微波等离子对比烧结ZnO/Bi2O3系压敏电阻发现:两者均可快速成瓷,烧结时间由常规的20 h减少到45 min;烧结后,ZnO晶粒细小(约1μm)均匀,相比而言,等离子更有利于压敏电阻烧结。45 min等离子烧结后,压敏电阻瓷体密度为5.01 g/cm3,ZnO压敏电阻中已有尖晶石相(Zn7Sb2O12)生成,烧结时瓷体收缩均匀,漏电流小,但稳定度差。采用“液相掺杂”可以提高压敏电阻在微波等离子烧结后的电性能稳定度,液相加入比例范围为5%~15%。     

高能球磨法制备高电位梯度的ZnO压敏电阻

为了制备高电位梯度的ZnO压敏电阻,采用了新的粉体制备方法,即高能球磨Bi2O3和Sb2O3两种添加剂12 h,再与其它氧化物共同高能球磨5h。扫描电镜及各个烧结温度下电性能、致密度的实验结果证明:此法制备的粉体压片后,1000℃烧结时,其电位梯度高达1516V/mm,漏电流为3.0μA,非线性系数为22。     

低温烧结非线性Zn-Bi/Sn系压敏瓷料的研究

为了在较低烧成温度条件下制备电性能优异的压敏电阻器,通过制备Bi2O3/SnO2合成粉的方法在870~950℃的温度范围内研制出压敏场强为210~260 V/mm,漏电流小于1 mA,非线性系数大于40的压敏电阻器。本文系统研究了Bi2O3/SnO2合成粉含量及不同烧结温度对ZnO压敏电阻材料结构和电性能的影响。用高分辨率扫描电镜对瓷体结构进行了分析;依据液相烧结理论和双肖特基模型对实验结果进行了讨论。     

高性能片式多层氧化锌压敏电阻器材料研究

对非Bi系氧化锌压敏电阻材料进行了系统研究。研究结果表明:在ZnO基体材料中,添加适量PbO、Co2O3、Cr2O3、MnO2、ZrO2、TiO2、Sb2O3 、B2O3等非Bi系添加剂,采用传统陶瓷制备工艺和合适烧结工艺,可获得a >50、IL<1 mA、烧结温度低于1 100℃的实用非Bi系氧化锌电阻瓷料。采用该瓷料,利用MLC工艺,选用Pd30/Ag70电极浆料,制作出V1mA<30 V、a >30、IL<1 mA的片式多层压敏电阻器。     

ZnO陶瓷薄膜的制备及其低压压敏性质

利用新型Sol-Gel法在镀有Au底电极的单晶硅片上制备Bi2O3、Sb2O3掺杂的ZnO陶瓷薄膜,先驱体溶液由Bi2O3、Sb2O3掺杂的ZnO纳米粉体均匀分散于含有Zn(CH3COO)2、Bi(NO3)3及Sb2O3的溶胶中制成,薄膜由甩胶法制备,并由400℃预烧、750℃退火。制得的陶瓷薄膜ZnO结晶良好,并存在β－Bi2O3、Zn2Sb3Bi3O14及Zn7Sb2O12相,表现出良好的低压压敏性质,厚约为3μm为ZnO陶瓷薄膜非线性系数α为6.2、压敏电压为5V,漏电流为8μA。     

La2O3的掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明,随着La2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增,非线性系数先增加后减小,而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现,在1 000 ℃烧结温度下,La2O3的质量分数为0.25%时,ZnO压敏电阻的综合性能最好,其电位梯度为532.2 V/mm,非线性系数为41.6,漏电流为3.3 μA。     

BaBSi玻璃对ZnVSb基压敏电阻结构与性能的影响

通过传统工艺制备出Ba-B-Si玻璃相掺杂的Zn-V-Sb基压敏电阻材料,研究了其微观结构及性能。结果表明,Ba-B-Si玻璃相的掺杂能降低Zn-V-Sb基压敏电阻试样的烧结温度,玻璃相中B2O3的含量过多,会使ZnO压敏电阻材料的伏安(V-I)特性变差;而Ba2 含量的增加,使ZnO压敏电阻材料的非线性系数上升。     

（Bi2O3、ZnO）对（Zr0．8Sn0．2）TiO4介电性能的影响

采用常规固相合成工艺研究了添加剂Bi2O3、ZnO等对(Zr0.8Sn0.2)TiO4的烧结性能、微观结构和微波介电性能的影响.结果表明,陶瓷的烧结温度随着Bi2O3含量的增大而降低,而陶瓷的最大烧结密度随着Bi2O3的增大而增大;当w(Bi2O3)>3%时,其烧结可降低至1175℃;各种材料配方均能烧结出致密的陶瓷.陶瓷的介电常数随着Bi2O3含量的增大而略有增大,但增加幅度较小;而材料的介电损耗则随Bi2O3含量的增大而增加,且增大幅度较大.当w(ZnO)=1%、w(Bi2O3)=3%时,可在1190℃获得致密的陶瓷,在测试频率1 MHz下,介电常数约41,介电损耗为1.5×10-4,其综合微波介电性能最佳.     

Mechanism and Development of TiO_2-Doped ZnO-Bi_2O_3-Based Varistors

This paper reviews the history of ZnO varistor,discribes its properties and recenttechnological status and forecasts its evolution.The future development trend is to produce the low-voltage high-energy multi-layer ZnO varistors.After the two additives are classified by their functions,the effect mechanism of Bi_2O_3 and TiO_2 additives are researched theoretically.TiO_2 will make ZnO graingrow bigger and V_ImA/mm be depressed down.Especially the colloid TiO_2 additive in the scale ofnanometer brings about a new method to realize the low voltage of ZnO varistor,which resolves theproblem of how to disturb nanometer powder evenly.Moreover the sintering temperature has prominenteffect on the electrical properties of ZnO varistors.Generally,the appropriate sintering temperature forlow-voltage ZnO varistor ceramics should not be more than 1 250℃.These provide an effective methodand rationale for studying low-voltage ZnO varistors.     

Mechanism and Development of TiO2-Doped ZnO-Bi2O3-Based Varistors

This paper reviews the history of ZnO varistor, discribes its properties and recent technological status and forecasts its evolution. The future development trend is to produce the low-voltage high-energy multi-layer ZnO varistors. After the two additives are classified by their functions, the effect mechanism of Bi2O3 and TiO2 additives are researched theoretically. TiO2 will make ZnO grain grow bigger and V1mA/mm be depressed down. Especially the colloid TiO2 additive in the scale of nanometer brings about a new method to realize the low voltage of ZnO varistor, which resolves the problem of how to disturb nanometer powder evenly. Moreover the sintering temperature has prominent effect on the electrical properties of ZnO varistors. Generally, the appropriate sintering temperature for low-voltage ZnO varistor ceramics should not be more than 1 250℃. These provide an effective method and rationale for studying low-voltage ZnO varistors.     

Nb_2O_5掺杂量对ZnO压敏电阻器性能的影响

通过掺杂微量Nb2O5制备了ZnO压敏电阻器,运用扫描电子显微镜(SEM)和电性能测试手段分析了Nb2O5掺杂对ZnO压敏电阻器微观结构和电性能的影响,测量了晶界势垒高度φH,并探讨了其对ZnO压敏电阻器性能的影响。结果表明:掺杂适量的Nb2O5可以明显改善ZnO压敏电阻器的微观结构和电性能;当Nb2O5的掺杂量为摩尔分数0.10%时,所制ZnO压敏电阻器的晶粒尺寸最大,且压敏电压V1mA、非线性系数α和φH值分别为174V,30和0.463 eV。     

ZnO压敏电阻器性能的改进

为了提高ZnO压敏电阻器的性能,采用共沉淀法制得含五种添加剂的复合添加剂。用该复合添加剂、ZnO、Sb2O3及Al(NO3)3溶液混合球磨后的粉体制成氧化锌压敏电阻器。通过TEM和粒度测试,分析了复合添加剂的尺寸和微观结构,并对电阻器的性能进行了测试。结果表明:采用化学共沉淀方法制备的复合添加剂粉体粒径小,活性大。用该添加剂制备的氧化锌压敏电阻器的通流能力,较传统工艺提高35%,其漏电流约为0.1μA,非线性系数为53。     

ZnO-Bi2O3-BN-Sb2O3基压敏陶瓷的物相演化及电性能

采用还原-再氧化工艺制备了ZnO-Bi2O3-BN-Sb2O3(ZBBS)基压敏陶瓷,系统研究了不同再氧化温度下ZBBS基压敏陶瓷物相演化与电性能之间的关系。结果表明,再氧化温度低于800℃时,样品非线性特性较差;当再氧化温度升高到850℃时,由于富Bi2O3相的形成,使得压敏陶瓷具备明显的非线性特性,其非线性系数α=39.2,漏电流密度JL=0.07μA/cm2。采用还原-再氧化工艺制备的压敏陶瓷有望应用于贱金属内电极多层片式压敏电阻(MLVs),以降低MLVs生产成本。     

提高ZnO压敏电阻器电性能的研究

采用sol-gel法制备了复合纳米添加剂。将其与ZnO,Sb2O3混合,球磨后按传统工艺制备了ZnO压敏电阻器。通过粒度测试,分析了复合纳米添加剂的粒径大小;借SEM分析了电阻器的微观形貌,并测试了电阻器的电性能。结果表明:添加剂的粒径集中在100nm以下,用该添加剂制成的电阻器微观结构更均匀,其8/20μs通流能力达2500A,2ms方波能量耐受能力达46J。     

高能氧化锌压敏元件研究

为了提高ZnO压敏元件的通流能力,采用化学共沉淀法制得含七种组分的复合添加剂。用此复合添加剂、ZnO、SiO2及Al(NO3)3的混合溶液,经球磨后,制成φ10mm×1mm氧化锌压敏元件。通过TEM和粒度测试,分析了复合添加剂的尺寸和晶粒的均匀性,并对元件的微区成分和性能进行了测试。结果表明:采用化学共沉淀法制备的复合添加剂粉体粒径小,在元件中的分布较传统方法均匀;用该添加剂制备的氧化锌压敏元件的2ms方波通流能力超过705J/cm3,是传统方法的两倍多。